本發(fā)明涉及無人機，尤其涉及一種用于國土空間規(guī)劃的無人機攝錄系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來，國土空間規(guī)劃是可持續(xù)發(fā)展以及各類建設(shè)活動的基本依據(jù)，建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實施，將主體功能區(qū)規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃等空間規(guī)劃融合為統(tǒng)一的國土空間規(guī)劃實現(xiàn)“多規(guī)合一”，強化國土空間規(guī)劃對各專項規(guī)劃的指導(dǎo)約束作用準確構(gòu)建國土空間規(guī)劃一張圖具有深遠的意義。

2、中國專利公開號：cn?217348242?u，該發(fā)明公開了一種國土空間規(guī)劃無人機建模掃描裝置，包括主體、支桿和支撐塊，主體頂端的四個拐角處均安裝有機翼，主體的一端安裝有蓄電池，主體的頂端設(shè)置有節(jié)能結(jié)構(gòu)，主體的底端安裝有支撐塊，支撐塊的底端設(shè)置有連接塊，且連接塊的底端安裝有攝像頭，支撐塊的兩側(cè)均設(shè)置有拆裝結(jié)構(gòu)，主體底端的四個拐角處均安裝有支桿，支桿的底端均設(shè)置有緩沖結(jié)構(gòu)，緩沖結(jié)構(gòu)包括有伸縮彈簧、支撐腳、限位桿、限位塊和限位槽。該發(fā)明通過在支撐塊兩側(cè)安裝的旋把，轉(zhuǎn)動旋把，螺桿帶動夾板順著預(yù)留孔的方向移動，解除夾板對連接塊的固定限制，便可從支撐塊的底端取下攝像頭，實現(xiàn)對攝像頭更換的目的，在現(xiàn)有技術(shù)中，通過無人機進行測繪時，采用單無人機測繪，效率較低，需要不斷地調(diào)整無人機的軌跡，來回攝錄目標區(qū)域，并且容易出現(xiàn)遺漏。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：采用單無人機測繪，效率較低，需要不斷地調(diào)整無人機的軌跡，來回攝錄目標區(qū)域，并且容易出現(xiàn)遺漏。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于國土空間規(guī)劃的無人機攝錄系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、路線規(guī)劃模塊、參數(shù)計算模塊和飛行控制模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集目標區(qū)域的面積數(shù)據(jù)、坐標數(shù)據(jù)、無人機的飛行參數(shù)和風(fēng)速數(shù)據(jù)；

3、所述路線規(guī)劃模塊用于通過路徑規(guī)劃算法計算所述目標區(qū)域的線路代價值，基于啟發(fā)式搜索和最優(yōu)搜索策略得到最優(yōu)飛行路線；

4、所述參數(shù)計算模塊用于計算無人機拍攝圖片對應(yīng)目標區(qū)域的面積參數(shù)以及重疊度參數(shù)；

5、所述飛行控制模塊用于基于所述線路代價值、面積參數(shù)和重疊度參數(shù)調(diào)整無人機的飛行參數(shù)。

6、作為本發(fā)明所述的一種用于國土空間規(guī)劃的無人機攝錄系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：獲取所述目標區(qū)域的面積數(shù)據(jù)，所述面積數(shù)據(jù)為無人機預(yù)攝錄的目標區(qū)域的區(qū)域面積數(shù)據(jù)；

7、以所述目標區(qū)域右下角為原坐標數(shù)據(jù)，建立覆蓋整個目標區(qū)域的平面坐標系；

8、所述無人機飛行參數(shù)包括無人機的飛行速度數(shù)據(jù)、飛行高度數(shù)據(jù)、拍照間隔數(shù)據(jù)、焦距數(shù)據(jù)和畫幅數(shù)據(jù)；

9、獲取無人機攝錄的實時風(fēng)速數(shù)據(jù)，所述實時風(fēng)速數(shù)據(jù)包括實時風(fēng)速大小和實時風(fēng)速風(fēng)向。

10、作為本發(fā)明所述的一種用于國土空間規(guī)劃的無人機攝錄系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：按照固定步長，將所述目標區(qū)域劃分為多個目標子區(qū)域，所述目標子區(qū)域的個數(shù)為固定步長乘以固定步長/目標區(qū)域的面積大小；

11、確定障礙物所在的目標子區(qū)域，并標識所述目標區(qū)域障礙物所在的目標子區(qū)域為x，設(shè)置攝錄起點和攝錄終點的位置，所述攝錄起點為每條攝錄航線的起始點，所述攝錄終點為每條攝錄航線的末端點；

12、創(chuàng)建開放列表和關(guān)閉列表，初始化開放列表和關(guān)閉列表，所述關(guān)閉列表為所述目標子區(qū)域x，所述目標子區(qū)域包含第一代價值、第二代價值和第三代價值，將攝錄起點加入開放列表，所述攝錄起點的所述第一代價值為0；

13、選取所述開放列表的最小第三代價值的所述目標子區(qū)域為對應(yīng)攝錄航線的最優(yōu)的飛行路線，所述第三代價值＝第一代價值+第二代價值。

14、作為本發(fā)明所述的一種用于國土空間規(guī)劃的無人機攝錄系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述第一代價值為所述攝錄起點到當(dāng)前目標子區(qū)域的消耗；

15、所述第二代價值為當(dāng)前目標子區(qū)域到所述攝錄終點的消耗；

16、所述第三代價值為所述攝錄起點經(jīng)過所述當(dāng)前目標子區(qū)域到所述攝錄終點的總消耗。

17、作為本發(fā)明所述的一種用于國土空間規(guī)劃的無人機攝錄系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述畫幅數(shù)據(jù)包括長畫幅數(shù)據(jù)和短畫幅數(shù)據(jù)；

18、所述面積參數(shù)包括第一面積參數(shù)和第二面積參數(shù)；

19、所述無人機飛行高度數(shù)據(jù)包括第一無人機飛行高度數(shù)據(jù)和第二無人機飛行高度數(shù)據(jù)；

20、計算無人機在第一次拍攝的第一航向移動距離數(shù)據(jù)和第一旁向移動距離數(shù)據(jù)、第二次拍攝的第二航向移動距離數(shù)據(jù)和第二旁向移動距離數(shù)據(jù)；

21、所述第一面積參數(shù)等于第一次拍攝的第一航向移動距離數(shù)據(jù)和第一旁向移動距離數(shù)據(jù)相乘；

22、所述第一航向移動距離數(shù)據(jù)＝所述第一無人機飛行高度數(shù)據(jù)乘以短畫幅數(shù)據(jù)/焦距數(shù)據(jù)；

23、所述第一旁向移動距離數(shù)據(jù)＝所述第一無人機飛行高度數(shù)據(jù)乘以長畫幅數(shù)據(jù)/焦距數(shù)據(jù)；

24、所述第二面積參數(shù)等于第二次拍攝的第二航向移動距離數(shù)據(jù)和第二旁向移動距離數(shù)據(jù)相乘；

25、所述第二航向移動距離數(shù)據(jù)＝所述第二無人機飛行高度數(shù)據(jù)乘以短畫幅數(shù)據(jù)/焦距數(shù)據(jù)；

26、所述第二旁向移動距離數(shù)據(jù)＝所述第二無人機飛行高度數(shù)據(jù)乘以長畫幅數(shù)據(jù)/焦距數(shù)據(jù)。

27、作為本發(fā)明所述的一種用于國土空間規(guī)劃的無人機攝錄系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述重疊度參數(shù)包括航向重疊度和旁向重疊度；

28、獲取所述第一航向移動距離數(shù)據(jù)和所述第二航向移動距離數(shù)據(jù)，計算所述航向重疊度具體包括：獲取所述第一航向移動距離數(shù)據(jù)的航向末端坐標數(shù)據(jù)和所述第二航向移動距離數(shù)據(jù)的航向起始坐標數(shù)據(jù)；航向重疊距離數(shù)據(jù)＝所述航向起始坐標數(shù)據(jù)-所述航向末端坐標數(shù)據(jù)；

29、所述航向重疊度＝航向重疊距離數(shù)據(jù)/所述第一航向移動距離數(shù)據(jù)；

30、計算所述旁向重疊度具體包括：獲取所述第一旁向移動距離數(shù)據(jù)的旁向末端坐標數(shù)據(jù)；

31、獲取所述第二旁向移動距離數(shù)據(jù)的旁向起始坐標數(shù)據(jù)；

32、旁向重疊距離數(shù)據(jù)＝所述旁向起始坐標數(shù)據(jù)-所述旁向末端坐標數(shù)據(jù)；

33、所述旁向重疊度＝旁向重疊距離數(shù)據(jù)/所述第一旁向移動距離數(shù)據(jù)。

34、作為本發(fā)明所述的一種用于國土空間規(guī)劃的無人機攝錄系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述飛行控制模塊用于基于所述線路代價值調(diào)整無人機的飛行參數(shù)具體包括：判斷所述目標子區(qū)域是否為所述攝錄終點；

35、如果所述目標子區(qū)域是攝錄終點，則從所述目標子區(qū)域逐步向前追溯直到所述攝錄起點構(gòu)建路徑，所述路徑記為對應(yīng)攝錄航線的所述最優(yōu)飛行路線；

36、如果所述目標子區(qū)域不是攝錄終點，更新開放列表和關(guān)閉列表，將所述目標子區(qū)域從開放列表中移除，并加入關(guān)閉列表；

37、處理所述目標子區(qū)域的鄰居目標子區(qū)域，篩選所述鄰居目標子區(qū)域，遍歷所述目標子區(qū)域的所有所述鄰居目標子區(qū)域，逐個進行檢查；

38、如果所述鄰居目標子區(qū)域不在所述目標區(qū)域外或已經(jīng)存在于所述關(guān)閉列表中，則跳過所述鄰居目標子區(qū)域；

39、如果所述鄰居目標子區(qū)域判在開放列表中，檢查并更新所述鄰居目標子區(qū)域的代價，比較所述鄰居目標子區(qū)域當(dāng)前存儲的所述第一代價值g1與通過所述目標子區(qū)域計算得到的所述第一代價值g2；

40、如果g2<g1，說明經(jīng)過所述目標子區(qū)域的路徑更優(yōu)，更新所述鄰居目標子區(qū)域的第一代價值g1為g2；

41、如果g2>g1，保持所述鄰居目標子區(qū)域的第一代價值g1；

42、如果鄰居節(jié)點不在所述開放列表中，添加新的鄰居目標子區(qū)域到開放列表，計算鄰居目標子區(qū)域的第一代價值，等于所述目標子區(qū)域的第一代價值加上與所述鄰居目標子區(qū)域之間的消耗。

43、作為本發(fā)明所述的一種用于國土空間規(guī)劃的無人機攝錄系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述飛行控制模塊用于基于所述重疊度參數(shù)和面積參數(shù)調(diào)整無人機的飛行參數(shù)具體包括：實時獲取所述航向重疊度和所述旁向重疊度，基于所述航向重疊度和所述旁向重疊度的大小調(diào)節(jié)所述無人機的飛行參數(shù)；

44、當(dāng)所述航向重疊度在60％到80％之間，保持飛行參數(shù)；

45、當(dāng)所述航向重疊度不在60％到80％之間，記錄對應(yīng)的所述目標子區(qū)域的坐標數(shù)據(jù)，記為遺漏目標1，當(dāng)所述航向重疊度低于60％時，降低該攝錄航線的無人機的所述飛行速度數(shù)據(jù)、飛行高度數(shù)據(jù)和拍照間隔數(shù)據(jù)直到航向重疊度在60％到80％之間，當(dāng)所述航向重疊度高于80％時，升高該攝錄航線的無人機的所述飛行速度數(shù)據(jù)、飛行高度數(shù)據(jù)和拍照間隔數(shù)據(jù)直到航向重疊度在60％到80％之間，記錄對應(yīng)的所述目標子區(qū)域的坐標數(shù)據(jù)，記為遺漏目標2；

46、當(dāng)所述旁向重疊度在20％到40％之間，保持飛行參數(shù)；

47、當(dāng)所述旁向重疊度不在20％到40％之間，記錄對應(yīng)的所述目標子區(qū)域的坐標數(shù)據(jù)，記為遺漏目標3，當(dāng)所述旁向重疊度低于20％時，降低該攝錄航線的無人機的所述飛行速度數(shù)據(jù)、飛行高度數(shù)據(jù)和拍照間隔數(shù)據(jù)直到旁向重疊度在20％到40％之間，當(dāng)所述旁向重疊度高于40％時，升高該攝錄航線的無人機的所述飛行速度數(shù)據(jù)、飛行高度數(shù)據(jù)和拍照間隔數(shù)據(jù)直到航向重疊度在20％到40％之間，記錄對應(yīng)的所述目標子區(qū)域的坐標數(shù)據(jù)，記為遺漏目標4。作為本發(fā)明所述的一種用于國土空間規(guī)劃的無人機攝錄系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：根據(jù)所述遺漏目標1、遺漏目標2、遺漏目標3和遺漏目標4獲取航向遺漏目標長度和旁向遺漏目標長度，所述航向遺漏目標長度＝遺漏目標2-遺漏目標1，所述旁向遺漏目標長度＝所述航向遺漏目標長度4-所述航向遺漏目標長度3；

48、計算遺漏目標面積，所述遺漏目標面積＝所述旁向遺漏目標長度乘以所述航向遺漏目標長度，調(diào)整相鄰攝錄航線的無人機的所述飛行速度數(shù)據(jù)、飛行高度數(shù)據(jù)和拍照間隔數(shù)據(jù)，直到獲取所述航向遺漏目標長度和所述旁向遺漏目標長度時，所述旁向重疊度在20％到40％之間、所述航向重疊度在60％到80％。

49、作為本發(fā)明所述的一種用于國土空間規(guī)劃的無人機攝錄系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：無人機攝錄真實面積＝旁向重疊距離數(shù)據(jù)乘以所述旁向重疊度乘以航向重疊距離數(shù)據(jù)乘以所述航向重疊度+遺漏目標面積；

50、當(dāng)無人機攝錄真實面積＝區(qū)域面積數(shù)據(jù)時，表示無人機攝錄到目標區(qū)域完整面積；

51、當(dāng)無人機攝錄真實面積<區(qū)域面積數(shù)據(jù)時，排除旁向重疊距離數(shù)據(jù)的坐標、航向重疊距離數(shù)據(jù)的坐標和遺漏目標面積坐標，確定無人機未攝錄到的具體坐標。

52、本發(fā)明的有益效果：通過獲取無人機預(yù)攝錄的目標區(qū)域的區(qū)域面積數(shù)據(jù)，以目標區(qū)域右下角為原坐標數(shù)據(jù)，建立覆蓋整個目標區(qū)域的平面坐標系，將目標區(qū)域劃分為多個目標子區(qū)域，基于啟發(fā)式搜索和最優(yōu)搜索策略得到當(dāng)前目標子區(qū)域到攝錄起點的消耗，得到當(dāng)前目標子區(qū)域到攝錄終點的消耗，得到攝錄起點經(jīng)過當(dāng)前目標子區(qū)域到攝錄終點的總消耗，通過路徑規(guī)劃算法計算目標區(qū)域的線路代價值，能夠得到無人機攝錄的最優(yōu)飛行路線，提高無人機攝錄的工作效率和能量損耗，計算無人機的第一旁向移動距離數(shù)據(jù)的旁向末端坐標數(shù)據(jù)和第二旁向移動距離數(shù)據(jù)的旁向起始坐標數(shù)據(jù)的相差坐標數(shù)據(jù)，能夠得到旁向重疊度和航向重疊度，計算無人機的第一航向移動距離數(shù)據(jù)的旁向末端坐標數(shù)據(jù)和第二航向移動距離數(shù)據(jù)的航向起始坐標數(shù)據(jù)的相差坐標數(shù)據(jù)，能夠得到航向重疊度，判斷是否在重疊度范圍內(nèi)，計算無人機滿足攝錄重疊度的面積大小和不滿足重疊度的面積大小以及坐標，通過相鄰航線進行精準位置的再次攝錄，使得攝錄成圖具有更高的可行性和完整性，能夠大大降低無人機攝錄的遺漏率，提高規(guī)劃的可靠性。