一种搭载无人机式物体高度测量方法与流程

本发明涉及高度测量技术领域，特别是属于一种搭载无人机式物体高度测量方法。

背景技术：

目前，对有障碍或不方便位置处的待测物体进行高度测量为亟待解决的技术难题。例如在线路运行过程中，需要实时掌握线树间距离，然而在成片树林中，观测者从地面对线树间距进行测量时，由于树枝间遮挡以及测距仪本身的限制，使得树木最高点的寻找以及观测十分困难，从而无法准确得到线树间距进而容易造成输电线路树障跳闸。目前主要存在以下几个问题：1、由于现有测距仪利用人工对准的激光测距，进行测量时人员必须尽可能靠近导线及观测点，否则不容易测出数据，从而测量人员的所处位置受到极大限制；2、若线路下方存在一片树林，由于树枝间的互相遮挡以及受观测人员的所处位置、角度的限制等原因，作业人员无法找到树木距线最近点，无法对其测量。

技术实现要素：

本发明的目的即在于提供一种搭载无人机式物体高度测量方法，以达到解决目前对有障碍或不方便位置处的待测物体进行高度测量的技术难题的目的。

本发明所提供的搭载无人机式物体高度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：初始化准备

将自水平云台安装于无人机的底部起落架的中间的安装座上，自水平云台下方具有安装航拍相机的连接器，并通过连接器安装航拍相机，在航拍相机的下方还安装激光测距仪，航拍相机、激光测距仪通过无人机的图传系统与本地显示器连接；

步骤2：控制无人机在距离线路安全距离外起飞，

步骤3：在控制无人机高度飞行过程中，通过本地显示器实时观测由无人机图传系统传回的数据信息，找出待侧物体的最高点，记录待测物体最高点时无人机的飞行高度，其中，待测物体最高点的观测点与镜头中线位置相对应；

步骤4：提升高度，通过本地显示器找出与参照物同高点，并记录参照物同高点时无人机的飞行高度；

步骤5：计算待测物体最高点与参照物同高点的高度差，即为导线至树木的最小距离。

进一步的，自水平云台可实现平面下方各自由度的摆动，重力作用下实现相机的拍摄角始终保持与重力方向垂直的状态。

进一步的，航拍相机采用带经纬高清相机，用于所测物体的位置的精确匹配；激光测距仪用于测量相机镜头和地面的距离，且激光测距仪的测距方向并保持与航拍相机镜头的拍摄方向的垂直状态。

进一步的，搭载无人机式物体高度测量方法用于测量单株树木与线路距离中的具体步骤包括：

步骤1：初始化准备

将自水平云台安装于无人机的底部起落架的中间的安装座上，自水平云台下方具有安装航拍相机的连接器，并通过连接器安装航拍相机，在航拍相机的下方还安装激光测距仪，航拍相机、激光测距仪通过无人机的图传系统与本地显示器连接；

步骤2：控制无人机在距离线路安全距离外起飞，

步骤3：在控制无人机高度飞行过程中，通过本地显示器实时观测由无人机图传系统传回的数据信息，至在本地显示器观测到树木最高点，记录树木最高点时无人机的飞行高度，其中，所述的树木最高点的观测点与镜头中线位置相对应；

步骤4：提升高度，通过本地显示器找出与导线同高点，并记录在导线同高点时无人机的飞行高度；

步骤5：计算树木最高点与导线同高点的高度差，即为导线至树木的最小距离。

进一步的，搭载无人机式物体高度测量方法用于大片树木与线路距离中的具体步骤包括：

步骤1：初始化准备

将自水平云台安装于无人机的底部起落架的中间的安装座上，自水平云台下方具有安装航拍相机的连接器，并通过连接器安装航拍相机，在航拍相机的下方还安装激光测距仪，航拍相机、激光测距仪通过无人机的图传系统与本地显示器连接；

步骤2：控制无人机在距离线路安全距离外起飞，

步骤3：在控制无人机高度飞行过程中，起飞后至树梢高度，遥控无人机做自旋飞行动作，通过本地显示器实时观测由无人机图传系统传回的数据信息，至在本地显示器观测到树木最高点，记录最高树梢的最高点时无人机的飞行高度，其中，所述的最高树梢的最高点的观测点与镜头中线位置相对应；

步骤4：提升高度，通过本地显示器找出与导线同高点，并记录在导线同高点时无人机的飞行高度；

步骤5：计算最高树梢的最高点与导线同高点的高度差，即为导线至树木的最小距离。

本发明所提供的搭载无人机式物体高度测量方法，具有以下优点：

(1)本装置可在被测量设备的安全距离意外工作，避免误触带电设备等安全事故。

(2)本装置可测量不易攀登的高处的高度及高度差，解决此类测量的技术难题。

(3)本装置可测量人员不易到达的区域如河海等处的物体高度。

(4)本装置操作简单，成本低廉，易于普及。

附图说明

图1为本发明无人机测量部分的结构示意图；

图2为本发明的应用状态图；

图3为本发明使用的重力自水平云台的原理图。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明所提供的搭载无人机式物体高度测量方法，本发明所提供的搭载无人机式物体高度测量方法，包括以下步骤：

步骤1：初始化准备

将自水平云台安装于无人机1的底部起落架的中间的安装座上，自水平云台下方具有安装航拍相机2的连接器，并通过连接器安装航拍相机，在航拍相机的下方还安装激光测距仪3，航拍相机、激光测距仪通过无人机的图传系统与本地显示器连接；

步骤2：控制无人机在距离线路安全距离外起飞，

步骤3：在控制无人机高度飞行过程中，通过本地显示器实时观测由无人机图传系统传回的数据信息，找出待侧物体的最高点，记录待测物体最高点时无人机的飞行高度，其中，待测物体最高点的观测点与镜头中线位置相对应；

步骤4：提升高度，通过本地显示器找出与参照物同高点，并记录参照物同高点时无人机的飞行高度；

步骤5：计算待测物体最高点与参照物同高点的高度差，即为导线至树木的最小距离。

其中，自水平云台可实现平面下方各自由度的摆动，重力作用下实现相机的拍摄角始终保持与重力方向垂直的状态。在具体实施例中，航拍相机采用带经纬高清相机，用于所测物体的位置的精确匹配；激光测距仪用于测量相机镜头和地面的距离，且激光测距仪的测距方向并保持与航拍相机镜头的拍摄方向的垂直状态。具体地，如图3所示，重力自水平云台可采用双环设计，内环4与外环5之间和内环和吊杆之间由互相垂直安装的转轴6连接，即可实现平面下方各自由度的摆动，重力作用下实现相机镜头永远与重力线垂直，即水平；航拍相机可由现有品牌如gopro、大疆等进行改造，加装镜头刻度(经纬线)；激光测距仪：选用测量距离：100米精度0.1米的型号使用。

本发明所提供的搭载无人机式物体高度测量方法，在用于测量单株树木与线路距离时，具体步骤包括：

步骤1：初始化准备

将自水平云台安装于无人机的底部起落架的中间的安装座上，自水平云台下方具有安装航拍相机的连接器，并通过连接器安装航拍相机，在航拍相机的下方还安装激光测距仪，航拍相机、激光测距仪通过无人机的图传系统与本地显示器连接；

步骤2：控制无人机在距离线路安全距离外起飞，

步骤3：在控制无人机高度飞行过程中，通过本地显示器实时观测由无人机图传系统传回的数据信息，至在本地显示器观测到树木最高点，记录树木最高点时无人机的飞行高度，其中，所述的树木最高点的观测点与镜头中线位置相对应；

步骤4：提升高度，通过本地显示器找出与导线同高点，并记录在导线同高点时无人机的飞行高度；

步骤5：计算树木最高点与导线同高点的高度差，即为导线至树木的最小距离。

本发明所提供的搭载无人机式物体高度测量方法，在用于大片树木与线路距离中时，具体步骤包括：

步骤1：初始化准备

将自水平云台安装于无人机的底部起落架的中间的安装座上，自水平云台下方具有安装航拍相机的连接器，并通过连接器安装航拍相机，在航拍相机的下方还安装激光测距仪，航拍相机、激光测距仪通过无人机的图传系统与本地显示器连接；

步骤2：控制无人机在距离线路安全距离外起飞，

步骤3：在控制无人机高度飞行过程中，起飞后至树梢高度，遥控无人机做自旋飞行动作，通过本地显示器实时观测由无人机图传系统传回的数据信息，至在本地显示器观测到树木最高点，记录最高树梢的最高点时无人机的飞行高度，其中，所述的最高树梢的最高点的观测点与镜头中线位置相对应；

步骤4：提升高度，通过本地显示器找出与导线同高点，并记录在导线同高点时无人机的飞行高度；

步骤5：计算最高树梢的最高点与导线同高点的高度差，即为导线至树木的最小距离。

通过本发明的应用，具有以下优点：

1、可测量不宜登高的物体高度，如树木、楼房、烟囱、高塔等；

2、可测量带电、辐射等恶劣环境下物体高度，如变压器、电力杆塔、高铁线路等；

3、可通过自选扫描的方式判断被测物体最高或最低高度；

4、可跨越障碍物测量被测物高度，如水中的杆塔；

5、可在测量的同时拍摄被测物体影响(影像中显示高度)，便于取证。