测绘方法及装置与流程

本发明属于地理测绘技术领域，具体而言，涉及一种测绘方法及装置。

背景技术

随着工程建设离不开地形测绘，如果不对地形进行详细的测绘，在施工过程中会产生极大的判断误差，造成工程上建筑的不安全性，如果在工程建设过程中可以大致知道所要施工地点的地形，地貌会对工程施工产生极大的预期判断效果，并且有利于工程项目准确性的提高。现今测绘主要以人工测绘，不仅仅浪费了大量的人力物力，更有的是精度小，为未来的工程测绘建设增添了不必要的麻烦。卫星测绘测绘范围较大，但是对较小范围的测量精度不足，费用过昂贵普通的公司难以承受。

技术实现要素：

有鉴于此，第一方面，本发明实施例的目的在于提供一种测绘方法，应用于无人机，所述方法包括：以所述无人机为中心，向每个角度进行超声波测距，获得每个角度的距离值；根据所述每个角度的距离值，绘制三维模拟地形。

进一步的，所述的根据所述每个角度的距离值，绘制三维模拟地形，包括：以无人机为零点，建立坐标系；所述坐标系的x轴与y轴在同一水平面上，z轴的正方向指向地心；设所述每个角度中任意一个角度的距离值为li，li对应的角度与z轴的夹角为ai所述，与x轴的夹角为bi，li对应的地面上的点的坐标值为(xi，yi，zi),则

xi＝sqrt{li^2-[distance*cos(ai)]^2}*sin(bi)

yi＝sqrt{li^2-[distance*cos(ai)]^2}*cos(bi)

zi＝li*cos(ai)

计算获得所述每个角度对应的地面上的点的坐标值；根据所述每个角度对应的坐标值绘制三维模拟地形。

进一步的，所述的以所述无人机为中心，向每个角度进行超声波测距，获得每个角度的距离值，之前包括：根据所述无人机的gps模块提供的实时定位数据，使所述无人机处于固定的经度和维度。

进一步的，所述的以所述无人机为中心，向每个角度进行超声波测距，获得每个角度的距离值，之前还包括：根据所述无人机的气压计提供的实时气压数据，使所述无人机处于一预设气压值对应的海拔高度。

进一步的，所述的根据所述每个角度对应的坐标值绘制三维模拟地形，包括：将所述每个角度对应的坐标值输入matlab中，以生成对应的多个坐标点；将所述多个坐标点中相邻的坐标点相互连接进行所述三维模拟地形的绘制。

第二方面，本发明提供了一种测绘装置，应用于一无人机，包括：测距模块和绘制模块；所述测距模块，用于以所述无人机为中心，向每个角度进行超声波测距，获得每个角度的距离值；所述绘制模块，用于根据所述每个角度的距离值，绘制三维模拟地形。

进一步的，所述绘制模块，包括：建立单元、计算单元和绘制单元；所述建立单元，用于以无人机为零点，建立坐标系；所述坐标系的x轴与y轴在同一水平面上，z轴的正方向指向地心；所述计算单元，用于计算获得所述每个角度对应的地面上的点的坐标值，其中设所述每个角度中任意一个角度的距离值为li，li对应的角度与z轴的夹角为ai所述，与x轴的夹角为bi，li对应的地面上的点的坐标值为(xi，yi，zi),则

xi＝sqrt{li^2-[distance*cos(ai)]^2}*sin(bi)

yi＝sqrt{li^2-[distance*cos(ai)]^2}*cos(bi)

zi＝li*cos(ai)；

所述绘制单元，根据所述每个角度对应的坐标值绘制三维模拟地形。

进一步的，所述的测绘装置，还包括：第一稳定模块，用于根据所述无人机的gps模块提供的实时定位数据，使所述无人机处于固定的经度和维度。

进一步的，所述的测绘装置，还包括：第二稳定模块，用于根据根据所述无人机的气压计提供的实时气压数据，使所述无人机处于一预设气压值对应的海拔高度。

进一步的，所述的测绘装置，所述绘制单元包括：输入子单元和绘制子单元；所述输入子单元，用于将所述每个角度对应的坐标值输入matlab中，以生成对应的多个坐标点；所述绘制子单元，用于将所述多个坐标点中相邻的坐标点相互连接进行所述三维模拟地形的绘制。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供了一种测绘方法，应用于无人机，所述方法包括：以所述无人机为中心，向每个角度进行超声波测距，获得每个角度的距离值；根据所述每个角度的距离值，绘制三维模拟地形。

相较于卫星和人工测绘，实施便捷，成本较低，且具有不错的精度。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的一种第一服务器与第二服务器的数据交互的示意图；

图2为本发明第一实施例提供的一种第一服务器的模块图；

图3为本发明第二实施例提供的一种测绘方法的流程示意图；

图4为本发明第三实施例提供的一种测绘装置的处理模块的模块图；

图5为本发明第三实施例提供的一种测绘装置的匹配模块的模块图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例

请参照图1，本发明第一实施例提供了一种无人机10。

所述无人机10包括：存储器11、存储控制器12、处理器13、外设接口14、气压测量单元15、超声波测距单元16、定位单元17和测绘装置100。

所述存储器11、存储控制器12、处理器13、外设接口14、气压测量单元15和超声波测距单元16各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述测绘装置100包括至少一个可以软件或固件的形式存储于所述存储器11中的软件功能模块。所述处理器13用于执行存储器12中存储的可执行模块，例如所述测绘装置100包括的软件功能模块或计算机程序。

其中，存储器11可以是，但不限于，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，只读存储器(readonlymemory，rom)，可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，电可擦除只读存储器(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。其中，存储器11用于存储程序，所述处理器13在接收到执行指令后，执行所述程序，本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的方法可以应用于处理器13中，或者由处理器13实现。

处理器13可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的信息摘要处理器13可以是通用信息摘要处理器，包括中央信息摘要处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络信息摘要处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号信息摘要处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用信息摘要处理器可以是微信息摘要处理器或者该信息摘要处理器也可以是任何常规的信息摘要处理器等。

所述外设接口14将各种输入/输入装置耦合至处理器13以及存储器11。在一些实施例中，外设接口14，处理器13以及存储控制器12可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。

气压测量单元15用于测量气压值，因为气压值的大小与所述无人机所处的高度有关，所以所述无人机10可以根据获得的气压值对应调节高度，。

超声波测距单元16，安装在所述无人机上，用于向各个角度发射超声波，根据超声波反射回的时间长度，确定在对应角度上的物体与所述无人机的距离。

定位单元17，安装在无人机10上，可选的，是gps定位模块，用于实时采集所述无人机10的位置数据，使所述无人机10维持在固定的经度和维度。

第二实施例

请参照图2，本发明第二实施例提供的一种测绘方法，应用于无人机，所述方法包括：步骤s100和步骤s200。

步骤s100：以所述无人机为中心，向每个角度进行超声波测距，获得每个角度的距离值。

步骤s200：根据所述每个角度的距离值，绘制三维模拟地形。

步骤s200包括：步骤s210、步骤s220和步骤s230。

步骤s210：以无人机为零点，建立坐标系；所述坐标系的x轴与y轴在同一水平面上，z轴的正方向指向地心；

步骤s220：设所述每个角度中任意一个角度的距离值为li，li对应的角度与z轴的夹角为ai所述，与x轴的夹角为bi，li对应的地面上的点的坐标值为(xi，yi，zi),则

xi＝sqrt{li^2-[distance*cos(ai)]^2}*sin(bi)

yi＝sqrt{li^2-[distance*cos(ai)]^2}*cos(bi)

zi＝li*cos(ai)

计算获得所述每个角度对应的地面上的点的坐标值；

步骤s230：根据所述每个角度对应的坐标值绘制三维模拟地形。

在步骤s230中，包括：步骤s231和步骤s232。

步骤s231：将所述每个角度对应的坐标值输入matlab中，以生成对应的多个坐标点；

步骤s232：将所述多个坐标点中相邻的坐标点相互连接进行所述三维模拟地形的绘制。

在本实施例中，所述多个坐标点在一模拟的三维图形中等比例分布，将周围相邻的点，使用一个较效果平滑的算法，将较多的所述多个点之间的空白区间填满，从而形成一个细节上非常平滑的曲面，这个曲面就是所测绘的地理地形的模拟图。

在步骤s100执行之前还包括步骤s11：

步骤s11：根据所述无人机的gps模块提供的实时定位数据，使所述无人机处于固定的经度和维度。

步骤s12：根据所述无人机的气压计提供的实时气压数据，使所述无人机处于一预设气压值对应的海拔高度。

第三实施例

请参阅图3、图4和图5，本发明第三实施例提供了一种测绘装置100，应用于一无人机，包括：测距模块110和绘制模块120；

所述测距模块110，用于以所述无人机为中心，向每个角度进行超声波测距，获得每个角度的距离值；

所述绘制模块120，用于根据所述每个角度的距离值，绘制三维模拟地形。

其中，所述绘制模块110，包括：建立单元111、计算单元112和绘制单元113；

所述建立单元111，用于以无人机为零点，建立坐标系；所述坐标系的x轴与y轴在同一水平面上，z轴的正方向指向地心；

所述计算单元112，用于计算获得所述每个角度对应的地面上的点的坐标值，其中设所述每个角度中任意一个角度的距离值为li，li对应的角度与z轴的夹角为ai所述，与x轴的夹角为bi，li对应的地面上的点的坐标值为(xi，yi，zi),则

xi＝sqrt{li^2-[distance*cos(ai)]^2}*sin(bi)

yi＝sqrt{li^2-[distance*cos(ai)]^2}*cos(bi)

zi＝li*cos(ai)；

所述绘制单元113，根据所述每个角度对应的坐标值绘制三维模拟地形。

所述的测绘装置100，还包括：第一稳定模块130，用于根据所述无人机的gps模块提供的实时定位数据，使所述无人机处于固定的经度和维度。

所述的测绘装置100，还包括：第二稳定模块140，用于根据根据所述无人机的气压计提供的实时气压数据，使所述无人机处于一预设气压值对应的海拔高度。

所述绘制单元包括113：输入子单元1131和绘制子单元1132；

所述输入子单元1131，用于将所述每个角度对应的坐标值输入matlab中，以生成对应的多个坐标点；

所述绘制子单元1132，用于将所述多个坐标点中相邻的坐标点相互连接进行所述三维模拟地形的绘制。

综上所述：

本发明实施例的目的在于提供一种测绘方法，应用于无人机，所述方法包括：以所述无人机为中心，向每个角度进行超声波测距，获得每个角度的距离值；根据所述每个角度的距离值，绘制三维模拟地形。相较于卫星和人工测绘，实施便捷，成本较低，且具有不错的精度。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。