一种减少测绘误差的测绘无人机及测绘方法

技术领域

本发明涉及无人机测绘的技术领域，尤其涉及一种减少测绘误差的测绘无人机及测绘方法。

背景技术

无人机航测是传统航空摄影测量手段的有力补充，具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点，在小区域和飞行困难地区高分辨率影像快速获取方面具有明显优势，随着无人机与数码相机技术的发展，基于无人机平台的数字航摄技术已显示出其独特的优势，无人机与航空摄影测量相结合使得“无人机数字低空遥感”成为航空遥感领域的一个崭新发展方向。

而无人机在进行测绘时，需要对某一地点进行一个时间段的测绘，而在此测绘的过程中，由于外部环境的干扰，很容易发生无人机的高度以及位置发生偏差，需要人工对无人机进行多次的遥控，恢复到初始的测绘位置，不仅需要人工干预，同时控制的精度不够，恢复的精度不够，公开号为CN113885546A提供的无人机悬停震荡判断方法及无人机视觉高度修正方法，该方法不仅能够辅助无人机修正对地高度，还能够快速稳定由于无人机对地高度估计不准确导致的悬停位置震荡情况，但是仍然无法控制无人机快速的恢复到初始的位置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种减少测绘误差的测绘无人机及测绘方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种减少测绘误差的测绘无人机，包括无人机主体，测绘模块，设置于所述无人机主体的外部，用于对外部环境进行测绘；

雷达模块，与所述测绘模块相连接，与所述测绘模块同步运动；

角度矫正模块，包括陀螺仪，用于对无人机的角度进行实时的测量，同时通过数据传输模块将数据反馈到数据处理模块中进行计算处理；

图像处理模块，用于将测绘模块拍摄的图像进行数字处理，并进行计算比对，并通过所述数据传输模块将矫正数据传输到所述无人机主体中；

供电模块，用于对无人机主体以及对上述模块提供电源。

作为上述技术方案的进一步描述，上述各模块中均设置有所述数据传输模块，且所述数据处理模块设置于无人机主体的内部。

作为上述技术方案的进一步描述，所述测绘模块包括测绘摄像头以及万向调节机构，且所述测绘摄像头设置有至少一组。

作为上述技术方案的进一步描述，所述雷达模块包括激光雷达。

作为上述技术方案的进一步描述，所述角度矫正模块设置在所述无人机主体的重心处。

一种减少测绘误差的测绘无人机的测绘方法，其步骤包括：S1，控制无人机主体到达目标地点后，通过测绘模块拍摄初始图像；

S2，在误差高度之内，无人机主体不进行高度的修正；

S3，偏移高度以及平面偏移量超过误差之外，所述无人机主体再次稳定后，通过所述测绘模块再次拍摄多组矫正图像，并通过数据传输模块将图像传输给图像处理模块，并将角度矫正模块中的数据传输到处理模块中；

S4，图像处理模块对初始图像以及后续拍摄的多组偏移图像进行处理后，对初始图像以及最后一组图像中的特征点进行识别并进行标记，并通过对特征点的偏移量进行路线规划，并通数据传输模块传输到数据处理模块中；

S5，雷达模块对偏移高度进行测量，并将测量数据传输到所述数据处理模块中；

S6，所述数据处理模块控制所述无人机主体沿着规划路线以及偏移高度恢复到初始位置。

作为上述技术方案的进一步描述，所述误差高度范围为0～50cm。

作为上述技术方案的进一步描述，所述矫正图像的数量与所述无人机主体偏移停留的次数相同，所述无人机主体偏移的时间不小于7秒。

作为上述技术方案的进一步描述，所述图像处理模块将偏移图像与初始图像转化为X，Y坐标系，且初始图像与偏移图像的左下角处于所述X，Y坐标系的原点处。

作为上述技术方案的进一步描述，所述初始图像与所述偏移图像的偏移量不小于10cm。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过雷达模块对偏移高度进行测量，并将测量数据传输到数据处理模块中，数据处理模块对于初始高度以及偏移高度的差值进行计算，通过数据处理模块控制无人机主体使其恢复到初始高度的位置，无人机主体中的图像处理模块对初始位置的图像以及便宜后的图像进行数据处理，将图像内部的特征点转化坐标系中的对应的坐标点进行X方向和Y方向坐标的差值计算，从而计算出无人机主体恢复初始位置的路线，数据处理模块控制无人机沿着此路径回归初始位置，无需人工进多次的控制，位置更加精准。

附图说明

图1为本发明提出的一种减少测绘误差的测绘无人机的示意图；

图2为本发明提出的一种减少测绘误差的测绘无人机的X，Y坐标图。

图例说明：

1、无人机主体；2、测绘模块；3、雷达模块；4、角度矫正模块；41、陀螺仪；5、数据传输模块；6、数据处理模块；7、图像处理模块；8、供电模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1-图2，本发明提供的一种实施例：一种减少测绘误差的测绘无人机，包括无人机主体1，测绘模块2，设置于无人机主体1的外部，用于对外部环境进行测绘；

雷达模块3，与测绘模块2相连接，与测绘模块2同步运动；

角度矫正模块4，包括陀螺仪41，用于对无人机的角度进行实时的测量，同时通过数据传输模块5将数据反馈到数据处理模块6中进行计算处理；

图像处理模块7，用于将测绘模块2拍摄的图像进行数字处理，并进行计算比对，并通过数据传输模块5将矫正数据传输到无人机主体1中；

供电模块8，用于对无人机主体1以及对上述模块提供电源，供电模块。

进一步地，上述各模块中均设置有数据传输模块5，且数据处理模块6设置于无人机主体1的内部，各个模块之间可通过数据传输模块5进行数据的传输通信。

进一步地，测绘模块2包括测绘摄像头以及万向调节机构，且测绘摄像头设置有至少一组，测绘摄像头也设置两组，分别对称设置在无人机主体1的两侧，当设置四组测绘摄像头时，可以分布在无人机主体1的四周，且可通过万向调节机构使测绘摄像头能够对多个方向进行拍摄。

进一步地，雷达模块3包括激光雷达，同时也可以使用其他如毫米波雷达。

进一步地，角度矫正模块4设置在无人机主体1的重心处，当无人机主体1发生偏移时，由于角度矫正模块4，也就是其内部的陀螺仪41设置在无人机主体1的重心处，对于无人机主体1的偏移角度具有更好的测量的精度。

一种减少测绘误差的测绘无人机的测绘方法，其步骤包括：S1，控制无人机主体1到达目标地点后，通过测绘模块2拍摄初始图像；

S2，在误差高度之内，无人机主体1不进行高度的修正；

S3，偏移高度以及平面偏移量超过误差之外，无人机主体1再次稳定后，通过测绘模块2再次拍摄多组矫正图像，并通过数据传输模块5将图像传输给图像处理模块7，并将角度矫正模块4中的数据传输到处理模块中；

S4，图像处理模块7对初始图像以及后续拍摄的多组偏移图像进行处理后，对初始图像以及最后一组图像中的特征点进行识别并进行标记，并通过对特征点的偏移量进行路线规划，并通数据传输模块5传输到数据处理模块6中，；

S5，雷达模块3对偏移高度进行测量，并将测量数据传输到数据处理模块6中，数据处理模块6对于初始高度以及偏移高度的差值进行计算，通过数据处理模块6控制无人机主体1使其恢复到初始的位置；

S6，数据处理模块6控制无人机主体1沿着规划路线以及偏移高度恢复到初始位置。

进一步地，误差高度范围为0～50cm，当误差高度小于50cm时，无人机不进行测绘高度的调整。

进一步地，矫正图像的数量与无人机主体1偏移停留的次数相同，无人机主体1偏移的时间不小于7秒，当无人机主体1受到多次干扰时，当无人机在某一空间的坐标停留时间不小于7秒时，则会通过测绘摄像头拍摄下方的图像，并传输到图像处理模块中。

进一步地，图像处理模块7将偏移图像与初始图像转化为X，Y坐标系，且初始图像与偏移图像的左下角处于X，Y坐标系的原点处，如图2所示，测绘摄像头拍摄的湖泊中心位置的坐标为(x’,y’)，当由于外力干扰便宜一定平面位移后，再次拍摄的湖泊中心位置的坐标为(x1’,y1’)，则X方向位移差为x’-x1’，Y方向位移差为y’-y1’，图像处理模块7数据传输给数据处理模块6，数据处理模块6控制无人机主体1根据上述数据沿着路径回归到初始的位置，从而可实现当无人机进行测绘受到干扰时，发生高度以及横向的便宜时，能够自动回归到初始设定的测绘位置，无需人工进行多次的干预。

进一步地，初始图像与偏移图像的偏移量不小于10cm，当在X,Y坐标系的单方向偏移量小于10cm时，无人机主体1无需进行在X,Y坐标系上的调整。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。