[发明专利]一种快速测绘多旋翼无人机及其测绘方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空测绘技术领域，更具体地说，涉及一种快速测绘多旋翼无人机及其测绘方法。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，小型无人机在远程遥控、续航时间、飞行品质上有了明显的突破，成为了近几年兴起的新的航空遥感手段，被遥感界普遍认为具有良好的发展前景。然而，目前应用的绝大多数无人机并不是为测绘遥感行业而设计的，简单的航模飞机虽然也带有飞行控制系统，也能实现空中的自动驾驶和连续摄影。但是，在飞行作业过程中，由于无人机易受到气流的影响，会产生俯仰、滚转等无规则姿态变化，相机光轴也会随飞行姿态的变化而改变，致使拍摄数据无规律畸变，重叠率难以保证，只能通过增加航线密度和照片数量来弥补，地面人员后期再利用测绘软件对采集的数据进行处理、计算以获得拍摄目标的比例尺。

测绘领域的人员都知道，在进行房屋拆迁成本核算、农田工程成本估算，土方面积估算等作业时，测绘工作可谓时间紧、任务重。传统无人机上空拍摄影像再后期处理的方式，后期数据处理浪费了大量的人力物力，即时可测性差，这也是限制无人机在测绘行业推广应用的一大瓶颈，而目前尚没有很好的方案解决这一问题。

经检索，中国专利申请号200920107879.4，申请日为2009年5月1日，发明创造名称为：一种无人机正射影像云台，该申请案通过云台的控制装置对相机进行控制，使之在飞行过程中保持相机光轴始终垂直于大地平面，从而提高测绘精度，大量减少飞行作业时间。无人机正射影像云台装配于无人驾驶飞机的底部，相机安装于云台底座上，底座连接云台的X轴控制组和Y轴控制组；X轴控制组和Y轴控制组分别包含依次相连的陀螺仪、电子调速器和伺服器，且陀螺仪依次连接遥控接收机和电源。当无人机飞行时，相机光轴对地入射角会产生偏移，此时陀螺仪检测相机的偏移速率并向电子调速器输出相应的信号，电子调速器控制伺服器作相应转动来输出相反的力矩，以此阻尼相机偏移的发生和延续，并依靠相机重心自然恢复至与地面垂直的状态。

又如中国专利号ZL201220738050.6，授权公告日为2013年7月17日，发明创造名称为：一种航拍飞行器，该申请案包括机舱，所述机舱由顶板和底板构成，所述机舱内的两侧设有四支机臂，所述四支机臂的末端分别设置有螺旋桨；所述螺旋桨连接动力模块，所述动力模块连接电源管理模块和控制模块，所述控制模块分别连接图像传输模块、GPS定位模块和摄像模块，所述机舱的前端设置有云台，所述摄像模块安装在云台上。该申请案通过图像传输模块将视频数据通过3G网络传输给地面控制装置，信号强度好。此外，中国专利号ZL201220587792.3，授权公告日为2013年4月24日，发明创造名称为：双轴陀螺稳定云台；该申请案也公开了一种能稳定机载设备摄录角度的双轴陀螺稳定云台。

上述申请案均为提高测绘精度提出了自己的方案，但上述申请案或结构复杂、制造成本高，实用性差；或功能不够完善，使用效果差，仍需进一步改进。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决现有无人机测绘精度低，需后期对大量数据进行测算矫正，费时费力、及时可测性差的问题，提供了一种快速测绘多旋翼无人机及其测绘方法；本发明提供的无人机，结构简单，负载的相机能够根据无人机飞行姿态随时调整，始终保持垂直于大地表面的拍摄角度，所拍摄图像的核心区域误差率低，再辅以本发明提供的测绘方法，无需进行后期数据测算矫正，即可快速得到测绘结果，测绘精度和效率高；此外，本发明整个无人机机架采用可拆卸或可折叠结构，非使用状态下放于一收纳箱里，运输、携带方便，使用时可快速组装，实用性强。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种快速测绘多旋翼无人机，包括机架、飞行提升机构、云台机构和控制机构，其中：

所述的机架沿其机体伸出四只机臂，机体下部设置有脚架，机臂和脚架均为可折叠结构；

所述的飞行提升机构设置于四只机臂的末端，该飞行提升机构包括电子调速器、电机和螺旋桨，电子调速器的输出端连接电机，螺旋桨的下部设置有一快拆件，螺旋桨通过该快拆件与电机活动连接，电机控制螺旋桨以不同转速旋转；

所述的云台机构通过挂载杆挂载于无人机机体底部，云台机构上安装有相机，云台机构用于调节相机光轴始终垂直于地面；

所述的控制机构用于控制无人机飞行到指定高度及调节云台机构翻转。