一种双无人机编队的测绘系统技术方案

本发明专利技术涉及无人机测绘的技术领域，特别是涉及一种双无人机编队的测绘系统，其实现矿井下与矿山上两种环境的使用，矿井下使用时方便井上工作人员和对井下无人机进行控制，方便对矿井下进行日常测绘及时发现井壁变形位置，局部坍塌后，同样方便对矿井下进行测绘，使井上工作人员及时了解井下情况，矿山上使用时方便无人机单独对自己拍摄的图像进行分析处理，减少模糊图像的出现，并提高通信速度；包括：三维建模模块、控制模块、第一编队无人机模块、激光扫描模块第一摄像模块、检测模块、第一GPS定位模块、数据处理模块、数据传输模块、第一供电模块、数据发送模块、第二编队无人机模块、第二摄像模块、第二GPS定位模块和第二供电模块。第二GPS定位模块和第二供电模块。第二GPS定位模块和第二供电模块。

【技术实现步骤摘要】
一种双无人机编队的测绘系统


[0001]本专利技术涉及无人机测绘的
，特别是涉及一种双无人机编队的测绘系统。

技术介绍

[0002]无人机测绘技术是通过无人机搭载多种遥感设备,如高分辨CCD数码相机、激光扫描仪、轻型光学相机等获取信息,并通过相应的软件对所获取的图像信息进行处理,按照一定精度要求制作成图像的一种技术手段。
[0003]现有的无人机测绘系统如授权公告号为CN112362068B的专利技术专利中公开的一种无人机测绘方法、装置以及系统，其包括设置模块、拍摄模块、判断模块和调整模块等部件组成，使用时当发现无人机出现重复拍摄的情况，调整第一航拍轨迹，生成第二航拍轨迹，保证多台无人机在航拍的过程中，能够对施工建筑进行全面的航拍，同时也能提高无人机航拍的速度，进而提高了效率，但是现有的无人机测绘系统在对矿井下和矿山上进行测绘时，还存在以下问题：
[0004]1、由于煤矿井较深井巷较多，测绘过程中，控制端与无人机之间不方便对数据和命令进行传输，尤其是对内部出现垮塌的矿井内进行测绘时，内部缺少网络设施，使用无人机测绘时还需要工作人员下至矿井内，导致无人机系统的实用性较差，导致工作人员的危险性较大；
[0005]2、由于无人机的续航性能较差，而出现局部坍塌后的矿井内情况比较复杂，通过现有的无人机测绘系统较难对矿井的深处进行测绘；
[0006]3、由于无人机的续航性能较差，进行测绘过程中，无人机需要将数据传输至控制端，控制端接收到数据后，对数据进行处理，之后工作人员再根据处理结果通过控制端对无人机发出命令，导致在数据传输和数据处理过程浪费时间较多，影响测绘效率，并且导致无人机测绘系统对突发情况的处理能力较差；
[0007]4、无人机测绘系统中的多台无人机共同测绘时，一般通过两种方式进行数据传输，第一种是多台无人机将数据传输至一台无人机中，再通过这一台无人机将数据传输至控制端，第二种是多台无人机直接将数据传输至控制端，而这两种方式在无人机与控制端出现网络中断或无人机故障损坏时，较难将数据传回控制端，甚至造成数据的丢失；
[0008]所以为解决上述问题，亟需一种双无人机编队的测绘系统。

技术实现思路

[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种实现矿井下与矿山上两种环境的使用，矿井下使用时方便井上工作人员和对井下无人机进行控制，方便对矿井下进行日常测绘及时发现井壁变形位置，减少人员伤亡，局部坍塌后，同样方便对矿井下进行测绘，使井上工作人员及时了解井下情况，并且通过检测模块，实现无人机在执行命令过程中，对障碍物和掉落物进行自动躲避，矿山上使用时方便无人机单独对自己拍摄的图像进行分析处理，减少模糊图像的出现，并提高控制模块与无人机的通信速度的一种双无人机编队的测绘系统。
[0010]本专利技术的一种双无人机编队的测绘系统，包括：
[0011]三维建模模块：将控制模块接收的数据导入三维建模模块中，根据导入的数据绘制三维图像；
[0012]控制模块：对第一编队无人机模块和第二编队无人机模块进行控制，同时对第一编队无人机模块和第二编队无人机模块的位置进行显示，并且接收数据传输模块传回的数据；
[0013]第一编队无人机模块：为若干组，携带激光扫描模块、第一摄像模块、检测模块、第一GPS定位模块、数据处理模块、数据传输模块、第一供电模块和数据发送模块在矿井下或矿山上进行飞行；
[0014]激光扫描模块：数量与第一编队无人机模块的数量相同，对井巷内进行扫描，获取井巷的尺寸和形状数据，并将数据发送至数据处理模块中；
[0015]第一摄像模块：数量与第一编队无人机模块的数量相同，拍摄第一编队无人机模块前方或拍摄第一编队无人机模块下方，并将拍摄的图像发送至数据处理模块中；
[0016]检测模块：数量与第一编队无人机模块的数量相同，获取周围环境信息，使第一编队无人机对障碍物进行躲避，同时将数据发送至数据处理模块中；
[0017]第一GPS定位模块：数量与第一编队无人机模块的数量相同，对第一编队无人机模块进行定位；
[0018]数据处理模块：数量与第一编队无人机模块加第二编队无人机模块的数量相同，对激光扫描模块、第一摄像模块、第二摄像模块和检测模块发出的数据进行分析处理，减轻控制模块负担；
[0019]数据传输模块：数量与第一编队无人机模块加第二编队无人机模块的数量相同，进行测绘时一组数据传输模块将处理后的数据、第一GPS定位模块的数据和第二GPS定位模块的数据传输至其传输范围内的其余的数据传输模块中，并反复重复上述步骤，直至将传输至数据发送模块中，或直接将数据传输至控制模块中；
[0020]第一供电模块：数量与第一编队无人机模块的数量相同，为第一编队无人机模块提供电能；
[0021]数据发送模块：安装于一组第二编队无人机模块上，对数据传输模块发出的数据进行接收，并将数据发送至控制模块中；
[0022]第二编队无人机模块：携带第二摄像模块、第二GPS定位模块、数据处理模块、数据传输模块、第二供电模块在矿井下或矿山上进行飞行；
[0023]第二摄像模块：拍摄第二编队无人机模块下方，并将拍摄的图像发送至数据处理模块中；
[0024]第二GPS定位模块：对第二编队无人机模块进行定位；
[0025]第二供电模块：为第二编队无人机模块提供电能，并为第一编队无人机模块补充电能。
[0026]优选的，所述数据处理模块包括：
[0027]深度学习处理器：对图像进行分析处理，判断图像是否为模糊图像，并找出模糊位置；
[0028]图像处理单元：根据深度学习处理器的分析，将模糊位置重新拍摄的图像融入之
前拍摄的图像中，并根据之前拍摄的图像的像素对融入的图像施加相应的模糊层，使融合后的图像整体像素相同，同时通过语义分割算法将建筑与周围环境进行分离，完成明暗校正，使光影更加自然，通过智能区域平滑算法优化两组图像的融合边缘；
[0029]激光扫描数据处理单元：对激光扫描的数据与矿井建设完成时的数据进行对比，判断激光扫描的矿井的井壁是否有变形位置；
[0030]数据储存模块：对处理后的图像数据与矿井建设完成时的数据进行储存。
[0031]优选的，所述深度学习处理器采用的框架为PyTorch，使用的神经网络为卷积神经网络，并且对图像数据进行分析时，根据图像的亮度、图像的边缘轮廓、局部图像与周围图像颜色的深浅、矿山上石块和建筑物的形状判断图像是否模糊。
[0032]优选的，所述数据传输单元以广播式电磁波的方式对数据进行传输，所述数据传输模块包括：
[0033]接收单元：对数据进行接收；
[0034]处理单元：对接收的数据进行处理并进行临时备份；
[0035]发出单元：将处理后的数据发出。
[0036]优选的，所述第一供电模块和第二供电模块上均安装有锁紧装置，第一供电模块和第二供电模块上均设置有主供电电池，并且第一供电模块上还设置有备用电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双无人机编队的测绘系统，其特征在于，包括：三维建模模块：将控制模块接收的数据导入三维建模模块中，根据导入的数据绘制三维图像；控制模块：对第一编队无人机模块和第二编队无人机模块进行控制，同时对第一编队无人机模块和第二编队无人机模块的位置进行显示，并且接收数据传输模块传回的数据；第一编队无人机模块：为若干组，携带激光扫描模块、第一摄像模块、检测模块、第一GPS定位模块、数据处理模块、数据传输模块、第一供电模块和数据发送模块在矿井下或矿山上进行飞行；激光扫描模块：数量与第一编队无人机模块的数量相同，对井巷内进行扫描，获取井巷的尺寸和形状数据，并将数据发送至数据处理模块中；第一摄像模块：数量与第一编队无人机模块的数量相同，拍摄第一编队无人机模块前方或拍摄第一编队无人机模块下方，并将拍摄的图像发送至数据处理模块中；检测模块：数量与第一编队无人机模块的数量相同，获取周围环境信息，使第一编队无人机对障碍物进行躲避，同时将数据发送至数据处理模块中；第一GPS定位模块：数量与第一编队无人机模块的数量相同，对第一编队无人机模块进行定位；数据处理模块：数量与第一编队无人机模块加第二编队无人机模块的数量相同，对激光扫描模块、第一摄像模块、第二摄像模块和检测模块发出的数据进行分析处理，减轻控制模块负担；数据传输模块：数量与第一编队无人机模块加第二编队无人机模块的数量相同，进行测绘时一组数据传输模块将处理后的数据、第一GPS定位模块的数据和第二GPS定位模块的数据传输至其传输范围内的其余的数据传输模块中，并反复重复上述步骤，直至将传输至数据发送模块中，或直接将数据传输至控制模块中；第一供电模块：数量与第一编队无人机模块的数量相同，为第一编队无人机模块提供电能；数据发送模块：安装于一组第二编队无人机模块上，对数据传输模块发出的数据进行接收，并将数据发送至控制模块中；第二编队无人机模块：携带第二摄像模块、第二GPS定位模块、数据处理模块、数据传输模块、第二供电模块在矿井下或矿山上进行飞行；第二摄像模块：拍摄第二编队无人机模块下方，并将拍摄的图像发送至数据处理模块中；第二GPS定位模块：对第二编队无人机模块进行定位；第二供电模块：为第二编队无人机模块提供电能，并为第一编队无人机模块补充电能。2.如权利要求1所述的一种双无人机编队的测绘系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：深度学习处理器：对图像进行分析处理，判断图像是否为模糊图像，并找出模糊位置；图像处理单元：根据深度学习处理器的分析，将模糊位置重新拍摄的图像融入之前拍摄的图像中，并根据之前拍摄的图像的像素对融入的图像施加相应的模糊层，使融合后的图像整体像素相同，同时通过语义分割算法将建筑与周围环境进行分离，完成明暗校正，使
光影更加自然，通过智能区域平滑算法优化两组图像的融合边缘；激光扫描数据处理单元：对激光扫描的数据与矿井建设完成时的数据进行对比，判断激光扫描的矿井的井壁是否有变形位置；数据储存模块：对处理后的图像数据与矿井建设完成时的数据进行储存。3.如权利要求2所述的一种双无人机编队的测绘系统，其特征在于，所述深度学习处理器采用的框架为PyTorch，使用的神经网络为卷积神经网络，并且对图像数据进行分析时，根据图像的亮度、图像的边缘轮廓、局部图像与周围图像颜色的深浅、矿山上石块和建筑物的形状判断图像是否模糊。4.如权利要求1所述的一种双无人机编队的测绘系统，其特征在于，所述数据传输单元以广播式电磁波的方式对数据进行传输，所述数据传输模块包括：接收单元：对数据进行接收；处理单元：对接收的数据进行处理并进行临时备份；发出单元：将处理后的数据发出。5.如权利要求1所述的一种双无人机编队的测绘系统，其特征在于，所述第一供电模块和第二供电模块上均安装有锁紧装置，第一供电模块和第二供电模块上均设置有主供电电池(1)，并且第一供电模块上还设置有备用电池，第二供电模块上的主供电电池(1)为多组，第一供电模块上主供电电池(1)与第二供电模块上主供电电池(1)的型号相同。6.如权利要求5所述的一种双无人机编队的测绘系统，其特征在于，所述锁紧装置包括第一位置传感器(2)、第二位置传感器(3)、两组驱动电机(4)、两组连杆(5)、两组弹簧(6)和两组滚轮(7)，所述主供电电池(1)顶部的左端与右端和主供电电池(1)底部的左端与右端均设置有卡槽，主供电电池(1)的顶端和底端均设置有充电端，第一位置传感器(2)和两组驱动电机(4)均安装于第二编队无人机模块上，第二位...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂玲，高双凯，毕淑娟，
申请(专利权)人：张桂玲，
类型：发明
国别省市：