一种简便无人机挂载激光雷达体积航测系统

技术领域

本发明涉及无人机航测技术领域，更具体地说，涉及一种简便无人机挂载激光雷达体积航测系统。

背景技术

无人机的摄影测量与遥感，也称为航测，是航空航天领域的一个重要的研究课题，在国家重大工程建设、灾害应急与处理、国土监察、资源开发等领域得到了广泛的应用，特别是激光雷达测量不规则体积的应用，相应的技术也越来越成熟。

目前，激光雷达测量不规则体积大多数设备都是定点安装场景，受限于测量视野窄小。最终导致激光雷达的测量效果变差。

于是，有鉴于此，针对现有的结构予以研究改良，提供一种简便无人机挂载激光雷达体积航测系统，以期达到更具有更加实用价值的目的。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种简便无人机挂载激光雷达体积航测系统，它可以有效避免激光雷达测量多数只能定点安装测量的限制，可有效提高激光雷达的测量视野，保证了在整个测量过程中的电量的稳定供应，降低了无人机配合黑盒的开发和使用成本。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种简便无人机挂载激光雷达体积航测系统，包括航测中心系统，所述航测中心系统包括无人机、激光雷达和黑盒，所述激光雷达和黑盒均搭载在无人机上；

所述无人机子系统用于承载激光雷达和黑盒，控制无人机、激光雷达和黑盒移动，在检测到信号时进行信号传输，所述无人机内部建立有控制子系统、GPS导航子系统、飞行控制子系统和信号传输子系统；

所述激光雷达用于采集三维点云数据，将采集到的三维点云数据暂时存储在存储器中，并对采集的数据进行传输，所述激光雷达内部建立有数据采集模块、数据暂存模块和数据传输模块；

所述黑盒用于连接激光雷达，进行数据的接收，控制数据的存储和传递，所述黑盒的内部装载有一块嵌入式开发板，一个锂电池，一个网络交换机，两个电源转换板和一个LED三色灯模块。

进一步的，所述黑盒的质量不大于0.5KG。

进一步的，所述嵌入式开发板中设置有以太网接口、f l ash存储卡、WiFi模块和GPIO端口，所述GPIO端口的数量不低于三个。

进一步的，所述锂电池的工作持续时间不低于2h。

进一步的，所述网络交换机的交换速度为千兆，且网络交换机的两个端口分别与激光雷达和嵌入式开发板的网络接口连接。

进一步的，所述嵌入式开发板，交换机和激光雷达分别与对应位置的电源转换板形成连接。

进一步的，所述嵌入式开发板中连接有软件控制模块，所述软件控制模块的控制端为远程电脑端。

进一步的，所述黑盒中，LED三色灯模块为RGB LED三色灯模块。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

①本方案，在进行激光雷达测量的测量时，利用无人机作为激光雷达的载体，并配合黑盒进行使用，可有效避免激光雷达测量多数只能定点安装测量的限制，同时，随着无人机的移动，可有效提高激光雷达的测量视野。

②本方案，在激光雷达测量过程中，利用黑盒搭配无人机和激光雷达进行使用，黑盒内部搭载嵌入式开发板，一个锂电池，一个网络交换机，两个电源转换板和一个LED三色灯模块，可完成激光雷达、无人机和地面控制端之间的信号连接和数据传输，并保证了在整个测量过程中的电量的稳定供应，同时，由于黑盒的整体占重较小，可便于无人机携带，同时，降低了无人机配合黑盒的开发和使用成本。

附图说明

图1为本发明中的航测系统的各模块之间的连接示意图；

图2为本发明中的系统结构示意图。

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、完整的描述；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。

实施例1：

请参阅图1和图2，一种简便无人机挂载激光雷达体积航测系统，包括航测中心系统，所述航测中心系统包括无人机、激光雷达和黑盒，所述激光雷达和黑盒均搭载在无人机上，这样可方便无人机带动激光雷达和黑盒同步移动；

所述无人机子系统用于承载激光雷达和黑盒，控制无人机、激光雷达和黑盒移动，在检测到信号时进行信号传输，所述无人机内部建立有控制子系统、GPS导航子系统、飞行控制子系统和信号传输子系统；

所述激光雷达用于采集三维点云数据，将采集到的三维点云数据暂时存储在存储器中，并对采集的数据进行传输，所述激光雷达内部建立有数据采集模块、数据暂存模块和数据传输模块；

所述黑盒用于连接激光雷达，进行数据的接收，控制数据的存储和传递，所述黑盒的内部装载有一块嵌入式开发板，一个锂电池，一个网络交换机，两个电源转换板和一个LED三色灯模块。

参阅图1和图2，具体的，所述黑盒的质量不大于0.5KG。

控制黑盒的整体重量，降低无人机携带的负担，保障了无人机、激光雷达和黑盒在同步移动时的稳定性。

参阅图1和图2，具体的，所述嵌入式开发板中设置有以太网接口、f l ash存储卡、Wi F i模块和GPIO端口，所述GPIO端口的数量不低于三个。

嵌入式开发板兼具连接网络、缓存数据、输出传输和硬件间的数据交互的功能。

参阅图1和图2，具体的，所述锂电池的工作持续时间不低于2h。

根据实际的功能选择对应的容量的锂电池，进而可保证锂电池单次数据采集的顺畅。

参阅图1和图2，具体的，所述网络交换机的交换速度为千兆，且网络交换机的两个端口分别与激光雷达和嵌入式开发板的网络接口连接。

千兆网络可保证数据交换的速度，然后网络交换机和激光雷达的网络接口正常通信，也可以和嵌入式开发板正常通信，可通过网络交换机实现激光雷达和嵌入式开发板之间的信号交互。

参阅图1和图2，具体的，所述嵌入式开发板，交换机和激光雷达分别与对应位置的电源转换板形成连接，这样可保证电源转换板对嵌入式开发板，交换机和激光雷达电源的有效供给。

参阅图1和图2，具体的，所述嵌入式开发板中连接有软件控制模块，所述软件控制模块的控制端为远程电脑端。

所述黑盒中，LED三色灯模块为RGB LED三色灯模块。

嵌入式开发板开机后，系统配置完毕，驱动LED的绿灯亮起。绿灯代表系统已经准备好接收激光雷达的数据，可以过10秒自动进行数据存储，或者使用WI F I在电脑上可控制，数据从激光雷达存储到f l ash存储卡。如果数据采集或存储发生错误，驱动LED的红灯亮起。红灯代表着系统有错误，必须停下来检修。当数据存储完毕，则蓝灯亮起。代表此次数据存储结束。无人机可以飞回基站。

实施例2：

基于上述实施例1，作进一步描述。

请参阅图1和图2，在进行航测系统的组装时，选用的设备如下表：

其中，树莓派4B开发板、DCDC电源板(开发板)、电源转换板(激光雷达)、电池、百兆网交换机、以太网双绞线、以太网双绞线、电源线、电源连接插座和RGB三色灯均为市场中常用设备，在配合装载时，除激光雷达外，均安装在黑盒中，这样，可避免资源的缺失，同时，降低了整个航测系统的运行成本。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。