【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地理信息导航勘测，具体为一种基于无人机的高速路地理信息导航勘测方法。
技术介绍
1、地形测绘是对测量区域的地形、地物等的相对位置在水平面上的投影和高程进行测量，并按一定的标记和符号，以特定的比例绘制成地形图的过程，其成果广泛应用于工程建设、地质勘探、矿山开采、城市规划、用地分析及军事等多个领域。地形测绘发展初期，主要使用测绘仪等进行人工定位测量并绘制图件，随着遥感技术、全球定位系统技术及计算机技术的不断发展，地形测绘工作开始利用卫星及机载测绘系统开展，自此无人机航测技术应运而生并发展壮大，逐渐成为现阶段最常见地形测绘技术。利用无人机航测技术，能快速、精准、高效地获取测量区域的地理信息数据，极大地提高了地形测绘的工作质量和效率。
2、现有的无人机存在的缺陷是：
3、1、专利文件us20160223346a1公开了导航系统，其公开了“本专利技术涉及导航方法和导航装置。在导航方法中，检测导航装置和导航装置的用户的实际移动。为了达到规定的目的地，导航装置输出导航指令。可以通过用于检测周围环境的装置将反映周围环境的实际几何的信号传输到导航装置。如果认识到没有遵循输出导航指令，则检测反映周围几何形状的信号。基于实际运动与指令规定的运动之间的差异，确定替代导航指令。与最初建议的导航指令相比，替代导航指令构成了原始导航指令建议的移动方向的确认”，现有的无人机采集信息时，工作人员需要时刻观察无人机的位置，防止无人机与周围物体磕碰，导致无人机损坏；
4、2、专利文件us20150300826a1公开
5、3、专利文件jp2016532513a公开了导航系统，其公开了“本专利技术涉及干预系统的导航系统和用于导航介入装置中，诸如导管的导航系统。的位置和形状判定部，第一介入程序期间，诸如第一化疗栓塞会话，以确定生物体，专卖店，第二化学介入装置的第一位置和形状下一秒介入程序如栓塞治疗会话以确定生物体内的第二位置和所述介入设备的形状期间。在第二介入程序中，介入设备被导航根据基于所述第一位置和所存储的形状，并且所述第二位置和形状。这使得可以向第二介入程序之间，考虑到在第一介入程序期间所使用的介入设备的所述路径。特别地，这是在第一和第二介入程序，沿着能够导航的相同路径的介入设备之间”，现有的无人机在使用时需要工作人员手动的控制方向，增加了工作人员的工作负担；
6、4、专利文件cn111284694a公开了一种基于卫星定位导航的工程勘察无人机系统及勘察测绘方法，其公开了“包括无人机主体、支撑臂、螺旋桨、起落架、运输装置、取样装置、电源、监测装置、工作站。所述无人机主体内部包括导航定位模块、环境探测模块、测量放样模块、勘察工作监测模块、无线通讯模块、运输模块、取样模块、文本图像识别模块、飞行控制模块、防撞保护模块、电源模块、存储器、丢失找回模块。本专利技术采用先进的定位导航技术、遥感影像技术、雷达技术、飞行控制技术、实时航拍影像语音通话技术、智慧勘察技术、文本图像识别技术、无线传输技术，将岩土工程勘察与高新技术相结合，实现勘察自动测量放样、坐标高程复测、钻机导航提醒、勘察工作质量进度纠偏、自动运输与取样、人机交互、文本图像自动及无人机丢失找回等多项重要功能”，现有的无人机在降落时，往往采用缓慢降落的方式使得无人机与地面接触实现降落，在此过程中，无人机扇叶持续旋转，随后停止，导致降落力度较大，会损坏无人机，不够安全。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于无人机的高速路地理信息导航勘测方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于无人机的高速路地理信息导航勘测方法，包括导航模块、数据采集模块和信号模块。
3、优选的，所述导航模块采用gps导航，通过摄像头对地面进行拍照，对地面数据信息进行采集，根据无人机与周围基站的位置和无人机拍摄的照片通过计算得出无人机的位置；
4、根据勘测需要，无人机通过摄像头对需要勘测的公路区域进行拍摄，根据拍摄的照片确定区域范围，根据无人机拍摄的的单张照片的范围，规划无人机的飞行路径，使得无人机的飞行路径覆盖勘测范围，根据飞行的路径点位调整无人机的飞行姿态，规划的无人机三维航迹，需要满足基本约束，包括最大转弯角、最大爬升角或下滑角、最小航迹段长度、最低和最高飞行高度，以及最大航迹长度约束，其中，最大转弯角约束，是指无人机只能在水平面内小于或等于指定的最大转弯角内转弯，最大爬升角或下滑角约束，是指无人机只能在垂直平面内小于或等于指定的最大爬升角或下滑角内爬升或下滑；最小航迹段长度约束，要求无人机改变飞行姿态之前，按目前的航迹方向飞行的最短航程，最低和最高飞行高度约束，要求无人机在指定的飞行高度区间飞行，最大航迹长度约束，是指无人机的航迹长度小于或等于指定的阈值；
5、最大转弯角约束，记最大转弯角为θmax,第i个航迹点qi的水平转弯角为θi,那么θi≤θmax，考虑3个连续的航迹点qi-1,qi-2，qi(i＝3，4，5....)那么,航迹段qiqi-1和qi-1qi-2形成的向量在水平面的投影分别为(xi-xi-1，yi-yi-1)和(xi-1-xi-2，yi-1-yi-2),此时，可表示为为最大爬升角或下滑角约束，记最大爬升角或下滑角为ψmax，qi的爬升角或下滑角为ψi，那么ψi小于等于ψmax，考虑两个连续的航迹点qi-1，qi(i＝2、3、4...)，那么航迹段qiqi-1和qi-1qi-2形成的向量为(xi-xi-1，yi-yi-1，zi-zi-1)，此时ψi可表示为最小航迹段长度约束，记最小航迹段长度为lmin,qiqi-1的长度为li,那么,li≥lmin。这里,li可表示为
6、最低和最高飞行高度约束，记最低飞行高度为zmin,最高飞行高度为zmax,那么,zmin≤zi≤zmax；
7、最大航迹长度约束，记最大航迹长度为lmax,那么,航迹为q1q2q3...qn满足
8、无人机的路径规划采用蚁群算法，蚁群的算法基本步骤简单，分为以下几个步骤；
9、步骤1相关参数初始化，蚂蚁种群数m、信息素因子参数、城市规模大小、启发式因子参数、信息素挥发因子ρ参数、信息素常数q、最大迭代次数等；
10、步骤2蚂蚁种本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于无人机的高速路地理信息导航勘测方法，其特征在于：包括无人机的导航模块、无人机的地理信息数据采集模块和无人机的信号模块，所述导航模块采用GPS导航，通过摄像头对地面进行拍照，对地面数据信息进行采集，根据无人机与周围基站的位置和无人机拍摄的照片通过计算得出无人机的位置；
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的高速路地理信息导航勘测方法，其特征在于：所述数据采集模块包括地理信息采集单元、合成单元和传输单元；
3.根据权利要求2所述的一种基于无人机的高速路地理信息导航勘测方法，其特征在于：无人机的路径规划采用蚁群算法，蚁群的算法基本步骤简单，分为以下几个步骤；
4.根据权利要求3所述的一种基于无人机的高速路地理信息导航勘测方法，其特征在于：根据飞行的路径点位调整无人机的飞行姿态，规划的无人机三维航迹，需要满足基本约束，包括最大转弯角、最大爬升角或下滑角、最小航迹段长度、最低和最高飞行高度，以及最大航迹长度约束，其中，最大转弯角约束，是指无人机只能在水平面内小于或等于指定的最大转弯角内转弯，最大爬升角或下滑角约束，是指无人机只能在垂直平面内
5.根据权利要求4所述的一种基于无人机的高速路地理信息导航勘测方法，其特征在于：最大转弯角约束，记最大转弯角为θmax,第i个航迹点qi的水平转弯角为θi,那么θi≤θmax，考虑3个连续的航迹点qi-1,qi-2，qi(i＝3，4，5....)那么,航迹段qiqi-1和qiqi-2形成的向量在水平面的投影分别为(xi-xi-1，yi-yi-1)和(xi-1-xi-2，yi-1-yi-2),此时，水平转弯角表示为最大爬升角或下滑角约束，记最大爬升角或下滑角为Ψmax，qi的爬升角或下滑角为Ψi，那么Ψi小于等于Ψmax，考虑两个连续的航迹点qi-1，qi(i＝2、3、4...)，那么航迹段qiqi-1和qiqi-2形成的向量为(xi-xi-1，yi-yi-1，zi-zi-1)，此时Ψi表示为最小航迹段长度约束，记最小航迹段长度为Lmin,qiqi-1的长度为Li,那么,Li≥Lmin，这里,Li表示为
6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的高速路地理信息导航勘测方法，其特征在于：所述信号控制模块包括指令发射单元、指令加密单元和指令接收单元；
7.根据权利要求3所述的一种基于无人机的高速路地理信息导航勘测方法，其特征在于：所述对无人机的路径进行规划的方法如下；
...【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的高速路地理信息导航勘测方法，其特征在于：包括无人机的导航模块、无人机的地理信息数据采集模块和无人机的信号模块，所述导航模块采用gps导航，通过摄像头对地面进行拍照，对地面数据信息进行采集，根据无人机与周围基站的位置和无人机拍摄的照片通过计算得出无人机的位置；
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的高速路地理信息导航勘测方法，其特征在于：所述数据采集模块包括地理信息采集单元、合成单元和传输单元；
3.根据权利要求2所述的一种基于无人机的高速路地理信息导航勘测方法，其特征在于：无人机的路径规划采用蚁群算法，蚁群的算法基本步骤简单，分为以下几个步骤；
4.根据权利要求3所述的一种基于无人机的高速路地理信息导航勘测方法，其特征在于：根据飞行的路径点位调整无人机的飞行姿态，规划的无人机三维航迹，需要满足基本约束，包括最大转弯角、最大爬升角或下滑角、最小航迹段长度、最低和最高飞行高度，以及最大航迹长度约束，其中，最大转弯角约束，是指无人机只能在水平面内小于或等于指定的最大转弯角内转弯，最大爬升角或下滑角约束，是指无人机只能在垂直平面内小于或等于指定的最大爬升角或下滑角内爬升或下滑；最小航迹段长度约束，要求无人机改变飞行姿态之前，按目前的航迹方向飞行的最短航程，最低和最高飞行高度约束，要求无人机在指定的飞行高度区间飞...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖利君，王磊，蔡兵，肖友军，侯白艳，吴智慧，刘佳佳，李景丰，
申请(专利权)人：长沙云软信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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