[发明专利]一种基于激光雷达及长航时无人机的航测系统及其自动作业方法

权利要求书

1.一种基于激光雷达及长航时无人机的航测系统，其特征在于：包括搭载在无人机上的航测控制器及与其电连接的激光雷达、正射相机和高精度组合惯导，电源管控单元为上述的各部件供电；此外航测控制器既可通过无人机的通信数据链与地面系统的数据处理计算机实时通信，也可通过网线与地面系统的数据处理计算机有线通信。

2.一种自动作业方法，基于权利要求1所述的航测系统，其特征在于，包括如下步骤：

(1)地面准备：

(11)选择地面基准点，架设GNSS基站，开机并等待至GNSS基站正常工作；

(12)根据航测作业要求，规划无人机飞行航线，并输出含影像航摄点、雷达开/关机点的航测作业文件；

(13)飞行航线导入无人机飞行控制单元；

(14)航测系统加电，数据处理计算机通过网线与航测系统直接连接；

(15)航测作业文件导入航测系统；

(16)设置航测系统飞行作业参数，包括数据、状态传输速率，激光雷达、相机工作参数，设置数据传输方式为直连通信；

(17)数据处理计算机通过网线对航测系统发送控制指令，并实时接收航测系统各模块状态及实时采集的雷达数据，确认航测系统各模块工作正常；

(18)设置航测系统数据传输方式为数据链通信；

(19)数据处理计算机通过数据链对航测系统发送控制指令，并实时接收航测系统各模块状态及实时采集的雷达数据，确认无人机数据链工作正常；

(2)起飞：

(21)固定翼无人机关电起飞：

(211)数据处理计算机通过数据链对航测系统发送关机指令；

(212)数据处理计算机通过数据链监测航测系统无状态、数据返回后对航测系统断电；

(213)固定翼无人机弹射起飞；

(214)电源管控单元延时对航测系统加电；

(215)数据处理计算机通过数据链实时接收航测系统各模块状态，确认系统工作正常；

(22)无人直升机加电起飞：静置15分钟后，直升机起飞；

(3)作业准备：

(31)无人机起飞后飞“8”字；

(32)无人机飞行过程中，航测控制器实时监测无人机是否已抵达航测作业文件中的关键点；

(4)飞行作业：

(41)航测控制器监测无人机到达关键点后，自动控制激光雷达开始工作；

(42)无人机按照规划航线飞行途中，航测控制器根据航测作业文件中的航摄点信息，自动控制正射相机拍照；

(43)数据处理计算机通过数据链实时接收航测系统各模块状态及实时采集的雷达数据，确认无人机航测系统正常工作；

(44)航测控制器监测无人机离开作业区域后，自动控制激光雷达停止工作；

(5)返航：无人机飞出作业区域后飞“8”字；

(6)着陆：

(61)固定翼无人机关电着陆：

(611)飞行10分钟后，航测控制器向电源管控单元发送延时断电指令；

(612)电源管控单元接收到延时断电指令后，延时一定时间对航测系统断电；

(613)着陆；

(62)无人直升机带电着陆：着陆静置15分钟后，对航测系统断电；

(7)数据处理：

(71)采集数据导出，包括雷达数据、正射影像、位置姿态数据及GNSS基站数据；

(72)位置姿态数据联合解算；

(73)雷达数据解算；

(74)影像数据解算；

(75)三维建模。