一种测绘无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种测绘无人机。

背景技术：

目前，随着地理信息系统与数字城市建设的发展与推广，测绘技术的自动化与信息化的发展显得尤为重要，尤其是激光雷达技术发展的速度非常迅速。激光雷达是使用激光器作为发射光源，采用光电探测技术为手段的主动遥感设备。激光雷达测绘技术其效率较人工测绘大幅提升，测绘区域更广。然而，现有的雷达测绘装置结构复杂，使用极其不方便，同时普通工作人员难以对测绘数据进行识别，测绘数据的精度也有待提高。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种测绘无人机，同时获取空间三维点云数据和全景影像数据，能够根据全景影像数据对三维点云数据进行着色，增强用户对三维点云数据的理解；并且，使用RTK进行精确定位，测绘数据的精度大大提高。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种测绘无人机，包括机体和机臂，机臂一端与机体连接，机臂另一端设置有驱动电机，驱动电机上设置有桨叶，还包括：激光雷达，所述激光雷达安装在机体下方；摄像装置，所述摄像装置安装在机体下方并与激光雷达间隔设置；RTK，所述RTK为至少两个且安装于所述机体和所述机臂中的至少一个，其中，每相邻的两个RTK之间的距离均大于等于20厘米；控制器，所述控制器通过线缆与摄像装置、激光雷达、RTK连接，用于将采集的影像数据和激光雷达数据通过无线网络发送至终端。

优选的，还包括安装座和保护套筒，所述RTK设置在安装座上，所述保护套筒为一端开口一端封闭的筒状，保护套筒开口端与安装座连接，其中，所述RTK位于保护套筒内。

优选的，所述激光雷达包括激光雷达传感器和惯性测量单元，所述激光雷达传感器用于对激光雷达探头发射的信号被探测目标反射产生反射回波进行接收和处理；所述惯性测量单元用于实时记录动态姿态信息。

优选的，所述动态姿态信息包括振动、角度、移动速度、移动方向。

优选的，所述摄像装置位于激光雷达正上方。

优选的，所述安装座与保护套筒之间设置有密封圈，所述密封圈套装在RTK上；所述保护套筒内壁上设置有密封环，密封圈位于密封环下侧。

优选的，所述保护套筒为透波材料。

优选的，所述RTK用于获取参考坐标和定位数据，并根据所述参考坐标和定位数据计算差分修正数据。

优选的，所述摄像装置为全景相机，用于采集全景影像数据。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型能够同时获取空间三维点云数据和全景影像数据，能够根据全景影像数据对三维点云数据进行着色，增强用户对三维点云数据的理解；并且，使用RTK进行精确定位，测绘数据的精度大大提高；且RTK远离机体中的电路模块，远离干扰源，使得信号收发更准确，同时无人机设置有至少两个RTK，且安装距离大于20厘米，使航向定位数据精度较高，且航向定位不易被干扰。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是RTK结构示意图；

图中：1-机体、2-机臂、3-激光雷达、4-摄像装置、5-RTK、6-保护套筒、7-安装座、8-密封圈、9-密封环。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。

本实施例中，如图1所示，一种测绘无人机，包括机体1和机臂2，机臂2一端与机体1连接，机臂2另一端设置有驱动电机，驱动电机上设置有桨叶，还包括：激光雷达3，所述激光雷达3安装在机体1下方；摄像装置4，所述摄像装置4安装在机体1下方并与激光雷达3间隔设置；RTK5，所述RTK5为至少两个且安装于所述机体1和所述机臂2中的至少一个，其中，每相邻的两个RTK5之间的距离均大于等于20厘米；控制器，所述控制器通过线缆与摄像装置4、激光雷达3、RTK5连接，用于将采集的影像数据和激光雷达数据通过无线网络发送至终端。

RTK远离机体中的电路模块，远离干扰源，使得信号收发更准确，同时无人机设置有至少两个RTK，且安装距离大于20厘米，使航向定位数据精度较高，且航向定位不易被干扰。

本实施例中，如图2所示，还包括安装座7和保护套筒6，所述RTK5设置在安装座7上，所述保护套筒6为一端开口一端封闭的筒状，保护套筒6开口端与安装座7连接，其中，所述RTK5位于保护套筒6内。所述安装座7与保护套筒6之间设置有密封圈8，所述密封圈8套装在RTK5上；所述保护套筒6内壁上设置有密封环9，密封圈8位于密封环9下侧。所述保护套筒6为透波材料。

无人机通过RTK实现对无人机的厘米级定位，RTK上设置有保护套筒和密封圈，通过保护套筒和密封圈的双重保护，降水或者其他形式的液体无法进入到RTK所在的安装座中，进而无法影响RTK与安装座之间的电气连接，保证无人机定位的稳定性。

所述激光雷达3包括激光雷达传感器和惯性测量单元，所述激光雷达传感器用于对激光雷达探头发射的信号被探测目标反射产生反射回波进行接收和处理；所述惯性测量单元用于实时记录动态姿态信息。所述动态姿态信息包括振动、角度、移动速度、移动方向。所述摄像装置4位于激光雷达3正上方。所述RTK5用于获取参考坐标和定位数据，并根据所述参考坐标和定位数据计算差分修正数据。所述摄像装置4为全景相机，用于采集全景影像数据。

本实施例中，激光雷达和摄像装置对目标地域进行往复式扫描，采集原始3D点云数据和影像数据，并将原始3D点云数据和影像数据通过控制器上传至服务器；根据对测绘数据的要求，设定合适的参数(如扫描频率、飞行高度等)，使用激光雷达对目标地域进行三维空间数据采集，得到原始点云数据，机载激光雷达集成了航空数码相机，可在采集激光点云数据的时候同步获取航空影像。采集数据结束后，将数据上传到服务器进行后处理。

RTK用于采集RTK的位置信息，RTK的位置信息用于结合三维激光扫描数据获得目标地域的空间坐标数据，RTK与激光雷达之间的相对位置保持恒定。服务器可以与RTK和激光雷达进行通信，用于根据RTK位置信息以及激光雷达和RTK之间的相对位置确定激光雷达的位置信息，并且根据激光雷达的位置信息对三维激光扫描数据进行修正，以确定目标地域的空间坐标数据。

服务器可以采用任何合适的硬件、软件和/或固件实现，其可以接收激光雷达和RTK发送的数据，对这些数据进行处理。类似地，修正方式可以采用现有技术实现，不做赘述。示例性地，测量设备可以是例如激光测距设备、游标卡尺等，其可以测量与RTK和激光雷达相关的空间坐标数据。

标定场中的原点坐标和标定场中的几个特定位置的点的坐标是已知的。因此，可以将激光雷达和RTK放入标定场中，扫描标定场数据，利用已知点的坐标和扫描数据确定激光雷达和RTK之间的相对位置。如上所述，RTK可以利用该相对位置确定目标物体的空间坐标数据。

将影像数据和修正后的3D点云数据根据时间戳进行对齐，计算出每一帧影像数据所对应的3D点云数据的帧号，得到该帧3D点云数据的位置信息；根据摄像装置和激光雷达之间的相对位置以及与之对应的3D点云数据的位置信息，计算每一帧影像数据的位置信息；将3D点云数据中特征点与具有位置信息的影像数据中每个像素点对应，得到特征点的颜色值。

将已获取对应像素点的3D点云数据进行3D点云建模处理，将每一帧3D点云数据的所有特征点根据其位置信息变换到世界坐标系下，将所有经过坐标变换的特征点组合，得到指定坐标系下的3D带色点云数据。

通过人工或算法识别3D带色点云数据中的特征点，识别特征点后，通过三维建模，可以生成目标地域的三维模型，三维模型中包括目标地域内的所有建筑物、地块，和各类作物，在指定坐标系下，目标地域内的所有物体都具有唯一的三维坐标信息，将目标地域信息存储在服务器中，供作业使用。

当然，本实用新型还可有其它多种实施方式，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。