一种测绘无人机及测绘方法与流程

1.本发明涉及无人机的技术领域，尤其是涉及一种测绘无人机及测绘方法。


背景技术：

2.无人机，全程无人驾驶飞机，是利用无线电遥控设备和自备程序控制装置操纵的不载人飞机，其具有广泛的用途。
3.无人机航测具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点，是传统航空摄影测量手段的有力补充，在小区域和飞行困难地区高分辨率影像快速获取方面具有明显优势。
4.目前，在无人机搭载摄像本体飞行摄像测绘时，因飞行环境复杂，例如无人机飞入灰尘区域作业，容易影响摄像本体拍摄，降低无人机测绘精度，需要改进。


技术实现要素：

5.为了提高无人机测绘精度，本技术提供一种测绘无人机及测绘方法。
6.一种测绘无人机，其包括飞行本体、摄像本体、用于检测并反馈灰尘浓度的传感控制机构以及与传感控制机构电连接的避尘机构，所述摄像本体设有云台，且通过云台与飞行本体转动相连，所述传感控制机构和避尘机构均搭载于飞行本体；所述避尘机构包括设于云台下方的安装块，所述摄像本体转动碰触于安装块，所述安装块对准摄像本体开设有拍摄孔，所述拍摄孔内嵌设有透明玻璃，低于所述透明玻璃的拍摄孔内壁形成有静电腔，所述静电腔内设有静电放充元件，所述静电放充元件和云台分别与传感控制机构电连接。
7.通过采用上述技术方案，飞行本体进入灰尘区域摄像测绘时，传感控制机构通过检测灰尘浓度值，进而控制云台，并通过云台驱动摄像本体转动碰触安装块，同时在传感控制机构作用下，静电放充元件被启动，静电放充元件对静电腔内合适地补充与灰尘同电性的电荷，进而将灰尘阻挡在安装块外部。因透明玻璃不易导电，故电荷不易附着在摄像本体，摄像环境相对被优化，此时可启动摄像本体继续进行一定的拍摄测绘作业，本方案具有改善灰尘区域内的测绘环境，并相应提高测绘精度的优点。
8.可选的，所述传感控制机构包括灰尘传感器和控制器，所述灰尘传感器用于检测飞行环境中灰尘浓度并向控制器输出相应的浓度值，所述控制器分别与灰尘传感器和云台电连接。
9.通过采用上述技术方案，灰尘浓度被检测并达到灰尘传感器的预设值时，控制器通过接收浓度值进而控制云台转动带动摄像本体转动，并实现与安装块碰触。
10.可选的，所述传感控制机构包括压力传感器，所述摄像本体转动抵紧压力传感器，所述压力传感器与控制器电连接，所述控制器与静电放充元件电连接。
11.通过采用上述技术方案，当摄像本体转动抵紧压力传感器时，控制器通过接收压力传感器所输出的信号值，当信号值达到控制器的预设值时，控制器便启动静电放充元件，
并实现向静电腔内补充与灰尘同电性的电荷，改善摄像本体的拍摄测绘环境。
12.可选的，所述安装块滑动设有可启闭拍摄孔的挡板，所述摄像本体转动轨迹的切线方向与挡板的滑动方向一致，所述压力传感器设于挡板上。
13.通过采用上述技术方案，因挡板遮蔽拍摄孔，故拍摄孔内部不易进入灰尘，进而改善摄像本体摄影测绘，而摄像本体转动时通过抵紧压力传感器，进而推动挡板开启拍摄孔，在压力传感器、控制器及静电放充元件的作用下，灰尘不易进入静电腔内降低透明玻璃的清晰度，而随着拍摄孔的开启，摄像本体对准拍摄孔，进而可以实现摄像本体的继续拍摄测绘作业。
14.可选的，所述安装块开设有与静电腔连通的清理孔，所述压力传感器滑动启闭清理孔，且所述摄像本体转动经过清理孔的上方。
15.通过采用上述技术方案，因摄像本体抵紧推动压力传感器，并转动经过清理孔的上方，在压力传感器、控制器及静电放充元件的作用下，静电腔内补充与灰尘同电性电荷，电荷向清理孔逃逸并对摄像本体附近的灰尘进行排斥阻挡，减少附着在摄像本体上的灰尘，最终减弱灰尘影响摄像本体的继续拍摄。
16.可选的，所述安装块顶部设有导向条，所述挡板与导向条滑动连接。
17.通过采用上述技术方案，在摄像本体转动推动作用下，导向条对挡板具有导向作用，减少挡板偏位，纠正挡板对摄像本体的反作用。
18.可选的，所述导向条设有弹簧件，所述弹簧件远离导向条的一端与挡板固定相连，所述弹簧件的伸缩方向与挡板的滑动方向一致。
19.通过采用上述技术方案，当摄像本体转动离开安装块时，在弹簧件的作用下，挡板复位进而重新遮蔽拍摄孔，保障下次拍摄孔内部的拍摄测绘环境。
20.可选的，所述安装块内部开设有用于走线的减重腔，所述减重腔内设有支撑弹簧。
21.通过采用上述技术方案，减重腔一方面可以方便传感控制机构和静电放充元件走线，另一方面可以减轻无人机重量，改善无人机续航，而支撑弹簧具有缓冲减震的效果，以及对减震腔内部进行有效且合理的支撑。
22.一种测绘无人机的测绘方法，包括如下步骤：s1，无人机测绘准备，飞行本体起飞；s2，遥控飞行本体并控制云台，云台驱动摄像本体调整拍摄；s3，传感控制机构检测灰尘浓度、且达到预设值时，传感控制机构通过控制云台，进而控制摄像本体转动碰触安装块，静电放充元件向静电腔内合适补充与灰尘同电性的电荷；s4，拍摄测绘环境被优化，拍摄作业继续进行。
23.通过采用上述技术方案，当飞行本体进入灰尘区域时，传感控制机构首先检测灰尘浓度，灰尘浓度达到预设值时，传感器机构便控制云台，对摄像本体进行转动，并启动静电放充元件对静电腔内进行补充合适的与灰尘同电性的电荷，因透明玻璃的作用，电荷不会附着在摄像本体，也不会影响摄像本体的继续拍摄测绘作业。
24.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.在传感控制机构作用下，静电放充元件被启动，静电放充元件对静电腔内合适地补充与灰尘同电性的电荷，因透明玻璃不易导电，故电荷不易附着在摄像本体，摄像环境
相对被优化，此时可启动摄像本体继续进行一定的拍摄测绘作业，本方案具有改善灰尘区域内的测绘环境，并相应提高测绘精度的优点；2.在压力传感器、控制器及静电放充元件的作用下，灰尘不易进入静电腔内降低透明玻璃的清晰度，而随着拍摄孔的开启，摄像本体对准拍摄孔，进而可以实现摄像本体的继续拍摄测绘作业；3.在弹簧件的作用下，挡板复位进而重新遮蔽拍摄孔，保障下次拍摄孔内部的拍摄测绘环境。
附图说明
25.图1是本技术实施例的整体结构示意图；图2是图1中a处的放大结构示意图；图3是展示本技术实施例内部的部分剖视结构示意图；图4是图3中b处的放大结构示意图；图5是本技术实施例展示传感控制机构的逻辑框图；图6是本技术实施例展示安装块和静电防冲元件的结构示意图。
26.附图标记说明：1、飞行本体；11、架体；2、摄像本体；3、云台；4、避尘机构；41、安装块；411、拍摄孔；412、清理孔；413、减重腔；414、卡槽；42、透明玻璃；421、橡胶套；43、静电放充元件；44、挡板；45、导向条；46、弹簧件；48、支撑弹簧；5、传感控制机构；51、灰尘传感器；52、控制器；53、压力传感器；54、导电模块。
具体实施方式
27.以下结合附图1-6对本技术进一步详细说明。
28.本技术实施例公开一种无人机，参照图1、图2，其包括飞行本体1、摄像本体2、云台3、避尘机构4及传感控制机构5，飞行本体1底部固定连接有一对起落架，一对起落架包括两个平行间隔设置的架体11，避尘机构4和传感控制机构5均搭载于两个架体11之间。云台3安装在飞行本体1底部，而摄像本体2转动连接于云台3，云台3选用三轴增稳云台3，三轴增稳云台3是一种为实现目标物体姿态稳定控制的装置，可以保障摄像本体2稳定拍摄。首先，在传感控制机构5作用下，检测灰尘浓度，灰尘浓度值达到预设值时，传感控制机构5便控制云台3和避尘机构4，云台3驱动摄像本体2转动与避尘机构4竖向相抵，避尘机构4辅助摄像本体2继续进行拍摄测绘，并使得摄像本体2拍摄时减少灰尘的影响，实现提高摄像本体2在灰尘区域拍摄测绘的精度。
29.参照图1、图3，避尘机构4包括安装块41、透明玻璃42及静电放充元件43，安装块41为绝缘块，以减少电荷的不合理运动，摄像本体2属于精密仪器，在实际使用过程中应减少静电附着。安装块41位于云台3的下方，且安装块41分别固定连接于两个架体11。安装块41顶部贯穿开设有拍摄孔411，拍摄孔411顶部一侧开设有安装槽，安装槽底壁开设有环状的卡槽414，透明玻璃42嵌设于卡槽414内部，自安装槽方便向卡槽414内嵌设安装透明玻璃
42。当摄像本体2竖向转动并与安装块41顶部垂直相抵时，摄像本体2对准拍摄孔411，透明玻璃42正常情况下不导电，透明玻璃42本身为透明状，不影响摄像本体2的拍摄。
30.参照图3、图4，透明玻璃42的下表面与拍摄孔411内壁形成有静电腔，而透明玻璃42周壁套设有橡胶套421，并通过橡胶套421与卡槽414内壁进行挤压密封，进一步阻挡静电腔内分布的电荷通过透明玻璃42与卡槽414之间的间隙逃逸至摄像本体2。安装块41顶部还贯穿开设有与拍摄孔411相对间隔的清理孔412，清理孔412的轴向方向与拍摄孔411的轴向方向平行一致，且依次垂直相交于摄像本体2竖向转动至最低位置时的切线方向。
31.清理孔412的底部与静电腔的底部连通，方便实现静电腔内的电荷进入清理孔412。灰尘一般带负电荷，故静电腔和清理孔412内部分布的电荷主要为负电荷，静电腔内的负电荷主要作用是阻挡飞行环境中的灰尘进入静电腔，附着在透明玻璃42上并严重影响摄像本体2的拍摄测绘。清理孔412内的负电荷主要作用时，减少清理孔412上方的灰尘，进而减少摄像本体2经过清理孔412时已经附着的灰尘，改善拍摄测绘质量。
32.参照图2、图3，传感控制机构5包括灰尘传感器51、控制器52及压力传感器53，灰尘传感器51位于安装块41的顶部，灰尘传感器51一端固定连接有挡板44，灰尘传感器51另一端开设有与摄像本体2周壁相适应的弧形缺口。挡板44远离灰尘传感器51的一端封闭拍摄孔411，且灰尘传感器51封闭清理孔412，当摄像本体2竖向转动与弧形内壁相抵时，会抵紧推动压力传感器53和挡板44，当摄像本体2处于竖直状态时，清理孔412和拍摄孔411先后被打开。为了使得挡板44具有复位能力，故在挡板44两侧的安装块41顶部固定连接有导向条45，两块导向条45相对一侧分别与挡板44滑动连接，进而实现对挡板44的导向限位。任一导向条45端部均固定连接有弹簧件46，弹簧件46为复位弹簧，弹簧件46远离导向条45的一端分别沿挡板44的滑动方向固定连接于挡板44。弹簧件46对转动状态的摄像本体2也具有稳定作用，且随着摄像本体2转动远离摄像孔，弹簧件46则会驱使挡板44复位并重新封闭拍摄孔411，以及压力传感器53封闭清理孔412。
33.灰尘传感器51是一种可以感知微小粒子的传感器，例如灰尘等，灰尘传感器51安装在安装块41上且位于两个架体11之间，灰尘传感器51位于飞行本体1的前进端侧，并邻近弧形缺口且远离导向条45。
34.参照图3、图4，安装块41内形成有减重腔413，减重腔413可以有效降低安装块41自重，并改善飞行本体1的搭载能力。控制器52安装在减重腔413内，故而减重腔413也可供元器件线路容纳排布，其中元器件，是指控制器52及其相应线路。在减重腔413内均匀设有支撑弹簧48，支撑弹簧48可以改善减重腔413内壁的整体性，并改善减重腔413内部的减震缓冲能力，进而保护元器件。
35.参照图3、图5，用于检测灰尘浓度的灰尘传感器51与控制器52电连接，控制器52与云台3电连接，当灰尘传感器51检测到飞行环境中的灰尘浓度值大于控制器52预设值时，控制器52便向云台3输出，并控制云台3合理转动，进而使得摄像本体2转动抵接安装块41。
36.压力传感器53与控制器52电连接，控制器52与静电放充元件43电连接，静电放充元件43可以选择内壁带有导电膜的透明状玻璃，如ito膜，透明状玻璃也可改善静电腔内的明亮情况。随着摄像本体2转动抵紧压力传感器53，压力传感器53将压力值输出给控制器52，当压力值大于控制器52的预设值时，静电放充元件43被控制器52启动，进而对静电腔内部进行补充负电荷，以阻挡灰尘进入静电腔附着在透明玻璃42表面，以及减少静电腔底部
的灰尘情况，改善摄像本体2继续拍摄测绘作业。
37.参照图3、图6，清理孔412内也设有静电放充元件43和导电模块54，导电模块54可以选用金属块，清理孔412内的静电放充元件43与静电腔内的静电放充元件43同，且通过导电模块54电连接，进而加强清理孔412内部对清理孔412上方灰尘的阻挡作用。因摄像本体2所处灰尘环境，故在摄像本体2转动抵接推动压力传感器53且经过清理孔412上方的过程中，清理孔412内的负电荷会阻挡灰尘继续附着在摄像本体2，改善摄像本体2拍摄测绘作业。
38.本技术实施例的实施原理如下：利用传感控制机构5检测飞行环境中的灰尘浓度，进而控制静电放充元件43补充负电荷，一方面通过静电腔减少对透明玻璃42的影响，另一方面通过清理孔412对摄像本体2继续摄像测绘前进行清理灰尘，以及利用摄像本体2转动进达到开启清理孔412和拍摄孔411的效果，并最终实现改善摄像本体2在灰尘区域也能改善拍摄测绘精度的效果。
39.本技术实施例还公开一种测绘无人机的测绘方法，其包括如下步骤：s1，无人机测绘准备，飞行本体1起飞；s2，遥控飞行本体1并控制云台3，云台3驱动摄像本体2调整拍摄；s3，灰尘传感器51检测飞行环境中的灰尘浓度，并将灰尘浓度值输出给控制器52，当达到控制器52预设值时，控制器52驱动云台3，云台3驱动摄像本体2转动并抵紧推动压力传感器53；s4，随着压力传感器53的推动，清理孔412被开启，以及压力传感器53将压力值输出给控制器52，控制器52控制静电放充元件43向静电腔和清理孔412进行补充负电荷；在s4步骤中，压力传感器53开启清理孔412，摄像本体2转动经过清理孔412的上方，清理孔412内的负电荷会减少摄像本体2在灰尘环境中所附着的灰尘。
40.s5，摄像本体2继续转动推动，拍摄孔411被开启，摄像本体2对准拍摄孔411时停止转动；s6，根据需求启动摄像本体2，进行拍摄测绘作业。
41.本技术实施例的实施原理如下：飞行本体1位于灰尘区域时，一方面可以保护摄像头本体，另一方面可以继续拍摄测绘，改善在灰尘区域拍摄测绘精度不高的情况。
42.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种测绘无人机，其特征在于：包括飞行本体(1)、摄像本体(2)、用于检测并反馈灰尘浓度的传感控制机构(5)以及与传感控制机构(5)电连接的避尘机构(4)，所述摄像本体(2)设有云台(3)，且通过云台(3)与飞行本体(1)转动相连，所述传感控制机构(5)和避尘机构(4)均搭载于飞行本体(1)；所述避尘机构(4)包括设于云台(3)下方的安装块(41)，所述摄像本体(2)转动碰触于安装块(41)，所述安装块(41)对准摄像本体(2)开设有拍摄孔(411)，所述拍摄孔(411)内嵌设有透明玻璃(42)，低于所述透明玻璃(42)的拍摄孔(411)内壁形成有静电腔，所述静电腔内设有静电放充元件(43)，所述静电放充元件(43)和云台(3)分别与传感控制机构(5)电连接。2.根据权利要求1所述的一种测绘无人机，其特征在于：所述传感控制机构(5)包括灰尘传感器(51)和控制器(52)，所述灰尘传感器(51)用于检测飞行环境中灰尘浓度并向控制器(52)输出相应的浓度值，所述控制器(52)分别与灰尘传感器(51)和云台(3)电连接。3.根据权利要求1所述的一种测绘无人机，其特征在于：所述传感控制机构(5)包括压力传感器(53)，所述摄像本体(2)转动抵紧压力传感器(53)，所述压力传感器(53)与控制器(52)电连接，所述控制器(52)与静电放充元件(43)电连接。4.根据权利要求3所述的一种测绘无人机，其特征在于：所述安装块(41)滑动设有可启闭拍摄孔(411)的挡板(44)，所述摄像本体(2)转动轨迹的切线方向与挡板(44)的滑动方向一致，所述压力传感器(53)设于挡板(44)上。5.根据权利要求4所述的一种测绘无人机，其特征在于：所述安装块(41)开设有与静电腔连通的清理孔(412)，所述压力传感器(53)滑动启闭清理孔(412)，且所述摄像本体(2)转动经过清理孔(412)的上方。6.根据权利要求4所述的一种测绘无人机，其特征在于：所述安装块(41)顶部设有导向条(45)，所述挡板(44)与导向条(45)滑动连接。7.根据权利要求6所述的一种测绘无人机，其特征在于：所述导向条(45)设有弹簧件(46)，所述弹簧件(46)远离导向条(45)的一端与挡板(44)固定相连，所述弹簧件(46)的伸缩方向与挡板(44)的滑动方向根据权利要求1所述的一种测绘无人机，其特征在于：所述安装块(41)内部开设有用于走线的减重腔(413)，所述减重腔(413)内设有支撑弹簧(48)。8.使用权利要求1-8任一项所述的一种测绘无人机的测绘方法，其特征在于：包括如下步骤：s1，无人机测绘准备，飞行本体(1)起飞；s2，遥控飞行本体(1)并控制云台(3)，云台(3)驱动摄像本体(2)调整拍摄；s3，传感控制机构(5)检测灰尘浓度、且达到预设值时，传感控制机构(5)通过控制云台(3)，进而控制摄像本体(2)转动碰触安装块(41)，静电放充元件(43)向静电腔内合适补充与灰尘同电性的电荷；s4，拍摄测绘环境被优化，拍摄作业继续进行。

技术总结
本发明公开一种测绘无人机及测绘方法，涉及无人机的技术领域，其包括飞行本体、摄像本体、用于检测并反馈灰尘浓度的传感控制机构以及与传感控制机构电连接的避尘机构，所述摄像本体设有云台，且通过云台与飞行本体转动相连，所述传感控制机构和避尘机构均搭载于飞行本体；所述避尘机构包括设于云台下方的安装块，所述摄像本体转动碰触于安装块，所述安装块对准摄像本体开设有拍摄孔，所述拍摄孔内嵌设有透明玻璃，低于所述透明玻璃的拍摄孔内壁形成有静电腔，所述静电腔内设有静电放充元件，所述静电放充元件和云台分别与传感控制机构电连接。本申请改善灰尘区域内的测绘环境，并相应提高测绘精度的优点。并相应提高测绘精度的优点。并相应提高测绘精度的优点。


技术研发人员：徐伟杰 祝平 黄磊勇 方成 方晟
受保护的技术使用者：浙江化工工程地质勘察院有限公司
技术研发日：2021.12.24
技术公布日：2022/3/8