專利名稱：：建筑物理數(shù)據(jù)快速三維采樣方法離物smig^tH麟樣旅
技術(shù)領(lǐng)域：
i本發(fā)明屬于^mfe^領(lǐng)域，特別涉及皿室內(nèi)各種物理數(shù)據(jù)的采集。
背景技術(shù)：
：皿室內(nèi)空間中任意位置的"物SII[據(jù)"是指空間中某一點的聲強、聲頻、溫度、'鵬、照度、光色以及氣體成分等。^是離技術(shù)領(lǐng)驢要的研究資料，例如當(dāng)一個魏主體部分剛竣工的音樂廳，正準(zhǔn)備進行內(nèi)裝修，就需要對空間中的聲音分布狀^jt行測ra于分析，然后會,確設(shè)i憤聲材料的種類、面積、錢等；另外體育繊中燈光的5sa值、機分布均勻,都關(guān)系到比賽和觀賽的效果，所以要進行采樣。對，興的綠色皿、節(jié)能^m研究，建筑物si^采樣就更加重要了，這一作業(yè)可以幫助設(shè)計師^E節(jié)能型,內(nèi)部氣流、熱量的流動是否船原設(shè)計要求。M卜電磁場強度、空氣離子濃度、輻射弓雖等等都是常見的測量內(nèi)容，例如某些自然石材會含有強M元素，用于室內(nèi)環(huán)境需要進行輻射3破測定，。離技術(shù)專業(yè)傳統(tǒng)的采樣工作是由人員攜帶傳感設(shè)備在離中游走、記錄誠的，不僅作業(yè)的鵬比較慢，El^的縣樣錢穀服制，理論上有地面雜的位lA員都nj以到達，w以測量，但實際JJIf喊大的障Wtim面高差就會阻礙人員fi^、極大減ti^樣速沒，M:條件下，對于大型,空間，測得的各點數(shù)據(jù)"等時性"就不能保證了。至于高大空間中的豎向多點測量則基:W可能，有些非^m要的建筑或^^tt^;會在皿頂部、側(cè)墻卜.安裝傳,，從而獲得建筑內(nèi)表面某，置的數(shù)據(jù)，f旦也達不到空間中任意點的測量，而且限于成本，在建筑表面安裝的傳麟也不肖激駄多。所以說，原有的^m物a^采集作業(yè)既不'腿，也局限于魏內(nèi)表面一定范圍內(nèi)，得不到空間Hi隹化的i^集，對于深入的建筑物理環(huán)境研究，這是一4^憾。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是在一個作業(yè)平臺上同時解決^m物理^^采集和三維定位這兩個問題，滿足離
技術(shù)領(lǐng)域：
中各種物理艦信息^i^集的需要，鄉(xiāng)一種建筑物物ai^-^tH維采樣方法。本發(fā)明所指"'腿獲取"和"三纟緣樣"是針對以往的物理信息采集方法而言的。本發(fā)明提供的建筑物s^^iH^隹采樣方法，依次包括以下各歩第一、室內(nèi)飛行用1M^A飛行器的選擇，，由J^SIg^制的微MS人飛行器；第二、^:物1^樣用傳感設(shè)備或傳#^的選擇，根據(jù)所需采樣的物sw,選自應(yīng)的傳感設(shè)備或傳繊；第三、系統(tǒng)同步時鐘的建立為保證魏物aim采樣與定位的同步，粒一個由微型無人飛行器1§^制的系統(tǒng)同步時鐘，系統(tǒng)同步時鐘由多個時鐘脈沖發(fā)生單元和與;^t應(yīng)的琉電接收mffi^，每一個M^W量定^ffl相機SS2—個時鐘脈沖發(fā)生單元和一個接收機，飛行器采樣平臺上也有一個時鐘脈沖單元和一個接收機，所有的接收機同時接雌射機微的時鐘啟/閉信號，所有的脈沖單元同步開始和停止計時；第四、^m物si^的采樣上步^^物M^采樣用傳感設(shè)備或傳li^上設(shè)置的接收機接受至iM^器發(fā)出,制信號后，啟動系統(tǒng)同步時鐘，開始采集^:物am據(jù)；第五、測量點的精確空間定位采用近景Wi懂方艦采樣點精確空間定位，被法的具體步驟是a)、相機的選擇，在同一次作業(yè)中，選用至少2部以上完全相同的相機，并且參數(shù)設(shè)置也完全相同，以保iEM片的一致性；b)、相機的體，與m^像機的體原貝湘似，不需魏定相機的坐標(biāo)，將相tflJcS于靠邊的錢，并且拉開距離，鏡頭之間的角度區(qū)別比較明顯，使相機具有盡量大的鵬范風(fēng)c)、系統(tǒng)同步時鐘的設(shè)置，為保證照片的一致性，在^PffilfU:設(shè)置一個由第三步建立的系統(tǒng)同步時鐘，用于接收由Mg器發(fā)出的系統(tǒng)同步時鐘的開關(guān)信號；d)、相機快門控制電路的設(shè)置，與相禮i:的系統(tǒng)同步時鐘連接，按照事先設(shè)定好的時間間隔控制相機決門動作，以便進行拍攝；e)、繊懂點的精確空間定位，相機在接至映門控制鵬發(fā)出的控制信號后，開始對魏和飛行驗照設(shè)定好的間隔時間進〗ai^攝，以便^t各采樣點的精確空間定位。艦的^30￡人飛行器可以超升機、氣球、飛碟、或也自的,物SI^采樣用傳感設(shè)備或傳自包括但不限于噪苗十、M3I儀、,儀、照度計、空氣離B十?dāng)?shù)器、射線檢灘服警儀、艦磁場鵬測微等。本發(fā)明的主l^t要點，要成功^任務(wù)，該作業(yè)平臺至少要滿足以下條件1.微型^A飛行翻倉灘M^內(nèi)飛行環(huán)境，在各種魏的內(nèi)部主要空間中都肖灘正常飛行。2.要^OT于物理環(huán)境分析的三維i^-陣列，僅有采集的物[還是不夠的，需要的信te包,一^樣點的準(zhǔn)確Htt^豐稱采樣時間(可以是;U^T坐標(biāo)，也可以是相對于被測,的相對空間位置)。3.微型飛行器不貧^t采樣設(shè)備、領(lǐng)miyg-產(chǎn)生干擾。例如測^度時平臺不能有遮擋，測量溫度BtMS傳S^能穀iJ飛^Lh的發(fā)動機^P件產(chǎn)生的熱氣的影響。4.飛行器對于室內(nèi)物理環(huán)境的影響盡可能的小。例如航空器的空，,室內(nèi)氣流的影響，發(fā)動,大功率電^P件i^的熱lW室內(nèi)Mjg的影響。第一、室內(nèi)飛行用,飛行器的選擇在I^M上，微型飛行器可以分為節(jié)機、固定^氣球類。固定穀幾的飛fi^最快，但是不會激空中，，飛fi^j作不夠細(xì)膩，不會^Si^小空間，所以通常我們選用，|/1^氣球類可;tf亭的飛行器。a^豐JlX可以細(xì)分為普通布局和飛碟型布局兩種，氣球類可以分為AX^控的氣柳離，。普通布局餅M聽M^卜，氣動特'斷，效率高，《戰(zhàn)不,于艦魏構(gòu)件，否貝熔易繊童，所以它比較適合測翻大空間中澳糧點分布比較稀疏的項目；飛碟型和普通型一樣也可以空中l(wèi)cf亭、前進、后退，它的特點是旋翼被圓形外殼，，即使飛行謝童擊到建筑墻面、屋面，也僅是被稍稍彈回一點，不影響繼續(xù)作業(yè)，所以它適TO進較小的空間赫P章礙物比較多的環(huán)境。線控氣球依靠AX移動健、改變高度，作MS低、適豫定點位、少量點位的測量工作；飛艇是具有自由飛行能力的氣球，配備小型的風(fēng)扇產(chǎn)生,力，所以和S^機一樣可以懸浮、前進、后退，而且在懸浮的時餘沒有噪音和震動，這是它的主要優(yōu)點。在執(zhí)行聲場檢測m務(wù)時這Ht點使得^M平臺很有用處。所以可以選擇的飛行器平臺包括直升機、，、飛碟、飛艇，后兩者的特性M3S合于室內(nèi)作業(yè)，應(yīng)用繊兩者多。飛行器的大小型爭由于禾根的發(fā)展，現(xiàn)在飛機的Mfl^SSM很高了，最小的無人機比手掌還小，選擇飛行器的大小主要看任務(wù)荷載的重量。溫度、濕度、光敏、氣,頭現(xiàn)在都已經(jīng)很小了，S4僅有幾克甚至不到一克。另夕卜次離物麟集的im量很少，幾百個測點繊流量不到ikb，而今存儲器芯片的容MIP達到gb級，所以存儲器的體積和M也非常微小。加上電池、微處理芯片，推算1，的任務(wù)載荷(f,測量和記錄i[lg，飛行^^返回后fflii數(shù)據(jù)線再轉(zhuǎn)存到計穀jLh)按照任務(wù)種類的不同總M從幾克至'J幾十克左右。這樣的荷^0f需直升機的旋翼直徑約為20~50M^，而氣^^積則小于0.2立方米，^§積小于0.5立方米。這些飛行器的^R都倉g^滿^內(nèi)作業(yè)要求。飛行器的飛行^S制大人飛行器(航空器)都采用衛(wèi)星定位系統(tǒng)結(jié)合自動駕駛{^*實現(xiàn)自動飛行。QM定位儀提供實時位置信息，駕駛儀與事先存儲的進行1:餅，如果^)tfas行修正。這一獄無、^ffl在^m物體內(nèi)作業(yè)狄飛行器上，因為在室內(nèi)腿定位信號穀i摒蔽，無法穩(wěn)定工作，而且一般的朋設(shè)備的定位精度僅為io米左右，大型無人機在高空作業(yè)，,戰(zhàn)偏差幾十米屬于正常范圍，一般不影響作業(yè)。f瞎內(nèi)飛行需要更高的準(zhǔn)確性、機動性、更高的"智能化"水平，否則飛行器偏差;ut就有可魁童在^m物上，或者,戰(zhàn)上有皿構(gòu)件等障自，飛行器卻無法覺察。解決這一問題的辦法jt^用人員aa，電M^m和飛行自動增穩(wěn)控制設(shè)備相結(jié)合的飛行方式。人員倉雜根據(jù)空間格局及時修正飛行的,，機上的陀螺儀等增穩(wěn)設(shè)備倉^ii高飛行器的安定性，用助人員鄉(xiāng)。第二、測量點的精確空間定位問題的解^i。這是本發(fā)明方^^的最^n點，有了測量點的坐標(biāo)才能ma制作采樣^的三維分^iM。但Ji2M定皿統(tǒng)的精度遠不能滿足室內(nèi)應(yīng)用要求，而M^作也只能飛出比較穩(wěn)定的航線，卻不知道飛行確的坐標(biāo)(例如究穀巨離地面多高)，如何對測量點進行定位呢？有幾種常見的高精度定錢徑^SM幼!Ue^。我們常用到的激光測距儀、超聲波測距儀、紅外線測距儀都是利用測距^if一束if定的波，撞擊到波測物表面上皿回來被測距儀接收，M計算時間差就可以得至頓販儀與目豐;^間的距離。這種測距方法簡便、直接、準(zhǔn)確，"^精度艦以至iJMM，滿跑內(nèi)頓要求。全站儀、三維激光掃描儀也都卿這一原理。但J^ffl到本方案中有幾個^IM無法解決首先飛機很小，齢足夠的^lt面積，^t測距艦著飛機測蹈艮困難；反a^如^e測距^^到任務(wù)荷載中，讓飛tfi^著^;物測距，飛行器又不得不增大很多；其次飛行器的移動ilm很快，測距儀需要不斷轉(zhuǎn)動才售瀏準(zhǔn)飛行器或^m物上某一位置。總體±*看{頓這一測距技術(shù)是很困難的。時差定^rn^。類似于，:ns定,術(shù)，在飛行器上安裝一個信號發(fā)生器，每隔一定時間發(fā)出一個波定位信號，可以;^聲波、無線電波等；在建筑內(nèi)有幾個已知點，安接收裝置，IPS收這一信號，因為飛行器距離各點距離不同，信號的接fe就會有先后)i,,ffljl計算時差就可以得到信號發(fā)生器相對于已知點的坐標(biāo)。這一途徑初看育激^5:，細(xì)分析有三個缺點首先電波^1^，太快，在3ffi^離自不如超聲波準(zhǔn)確，而超聲波的傳播容易受建筑內(nèi)表面反射的影響而it^混亂，有障礙物遮擋某一個地面已知點的時候該點會接受某個反針波，極容易算錯坐標(biāo)。其次作業(yè)前需^t確的測M面已知點的坐標(biāo)，帶來不便。另外飛行器上配備定位信號mM裝置也會大幅度增加荷載總重量。所以這一方案有可行性，但并非最佳定繊5。*iams^!i量g^。這是本發(fā)明最終選擇的采樣點空間定位方法。近景攝影測量是測^^域一種新興的技術(shù)，與之相關(guān)的航頓翻懂多年前已全別于;^cife測繪、國土資源調(diào)査。航空S^i糧的作業(yè)方、踐飛機按照設(shè)定的繊艦飛行并以一定間隔豎直向下拍氍照片，照片之間^、部分M4的。飛M標(biāo)已知，就可以根據(jù)合成的照片^ij^h地圖了。攝，iJ量實現(xiàn)的主^^^f牛是照片數(shù)Ma2張，并且有一定的錢面積，兩(多)^M片拍攝的相機傻置有所區(qū)別。近景S^i糧與航空^P!糧的不同點在于它的測繪鄉(xiāng)鵬小以及注重地面應(yīng)用的特點，相鵬攝的角度、機位可以是比較自由的，其坐標(biāo)在計鄉(xiāng)后期處理中育,計算出來。如果測量一個,單體，人員可以，相機圍繞,任意走動，在不同的角度對著目標(biāo)拍攝，而不用管自身錢，計^m會自^S^兩張以上(一般可以拍3-4張)不同角度的照片對建筑物上的特征點和相機^e進行相對定位。附胃相對定払就是指^A照片中的jgm^身各部分、局境以及拍攝^8之間可以被準(zhǔn)確的定位，mj^這個系統(tǒng)與外界大ife^標(biāo)系之間的方向，未知。如果需要知道魏實際尺寸，可以事先^A—把尺子被拍縦照片中從而獲得難尺寸，或者作業(yè)^B在任意兩，征點J^尺或其他測量手段獲得一個真實/^，這#^系統(tǒng)中的MRJt就是與實際相符的了。如果要測量與id&i問的定位關(guān)系，可以將皿的水平地面也測，最終結(jié)果中，就可以確定采樣點與地面之間的空間M了。ifetS^i糧的精度很高，市售高彌率專業(yè)數(shù)碼相機可以得到1/10000以上的尺寸精度，也就是測量一個薦米長的魏構(gòu)件，誤差不艇1駄。^ffli&tS^i量技術(shù)對飛行l(wèi)&a行定位的原理是在,內(nèi)部mafl部(例如3-4部)同型號相機瓶制它們^^樣的同時進行間隔一定時間的纖拍攝，把飛行器和^m^內(nèi)fPSA照片，同樣的^il量方法，計飾可以根據(jù)照片對^m^內(nèi)和飛行器之間進行相對定位。和上文介紹的作M;程類似，只不過我們用多個相機在不同角度同,攝，割戈了原來單個相機變換角度拍攝。在作M:程中相機錢、建筑t^S鮮變，唯一變化的是飛行雜置。^313i^拍攝，我們就可以得到每一^^樣點相對于建筑物的坐標(biāo)了，甚至倉辦^l拙飛行器的準(zhǔn)確運動車，，精度超ijMm根據(jù)M^i懂的要求，我們在同一次作業(yè)中要4頓幾部完全相同的相機，并且織體也完全相同，以保iiE照片的一致性。由于不需魏定相機的坐標(biāo)，所以在建魅內(nèi)選糊機的位置時可以比較自由，需要注意的是相機，于ftii的位置，并且拉開距離，鏡頭之間的角度區(qū)別比較明顯即可。這和ms^mn的放置原則很相似，主要，可能"看到"比^:的范圍，并且倉辦從^hft度"看"飛行器，這樣對其定位B!]卩準(zhǔn)確。在拍攝時間控制方面，每一個相機都需要配備一1^電接收機，一個時鐘脈沖單元，一個快門控制鵬。趟電接收柳遙控飛行器平臺上的那個接收機是一樣的型號，飛行器上也有一個相同的時鐘脈沖單元。，Efeilfe器有9個以上的控帶腿直，飛行器飛行控制1需要占用6個通道，除了控制飛行器，接收aas有剩余的ait,利用某一^iiie制相機動作和采樣動作。iSS驗操縱人員手中，當(dāng)開關(guān)撥到"開"的狀態(tài)時，四個接收機(假定用三個相機)都同時收到這^1±的控制信號，此時所有的時鐘開始同步計時，相機用的時《根照事先設(shè)定好的時間間隔控審湘機快門動作，時間間隔的多少就決定了帶有坐標(biāo)信息的采樣點的"密度"。微型飛行器上的接收機賠瞻號時存儲器就開^^#儲探頭獲得的數(shù)據(jù)，由于現(xiàn)在內(nèi)存芯片容量駒瞎大,所以這一娜密艦以設(shè)定的比相Wi^拍攝離還要高，例如相機一般2秒拍攝一次，而采樣工作1秒鐘可以取樣2次，甚至更多。飛行器上的存儲器同時縣統(tǒng)時鐘脈沖獲取時間信,物棘樣娜一起存儲，在作業(yè)誠后，我們就可以根據(jù)照片拍攝時間提取與1懂空間定位點相應(yīng)的物^了。另外，如果某一段時間不用采樣，人員可以it^5器的該控制鵬轉(zhuǎn)為"關(guān)"狀態(tài)，四個接收機會同時停止作業(yè)動作，等待下一次開始信號。說明這一同步定位與采樣工作的方法與計鄉(xiāng)、單片機豁種芯片中的時鐘脈沖控制方法7相同。就是利用系統(tǒng)時鐘脈沖^^有的動作"協(xié)調(diào)一致"，伴隨每一沖，內(nèi)存、i憎鵬單元等部件都完成一次動作，這縣維制的基本方法。魏樣、時鐘im結(jié)合存儲的實際產(chǎn)品制作中，很多處理芯片都內(nèi)置時鐘、少量存儲單元、繊^^示準(zhǔn)接口(例如R232)，都品化、標(biāo)準(zhǔn)化，只需要正確配置電源、正確安驗抓身上。我們也可以#^的1安裝一個發(fā)^:極管，當(dāng)采樣正，行時二極管就會B，一方面JI^人員"采樣正ffiffi行"，另一方面^內(nèi)^^弱的環(huán)境下也可以以正常的快門曝光時間在照片上獲得一個亮點，從而ifc^i!lM計im識別該點，計算坐標(biāo)。對于不同的環(huán)境，我們可以選用不同波長的二極管，發(fā)出不同顏色的光，用以和環(huán)境區(qū)別，翻糧目標(biāo)的特征性強，便B懶幾自動鄉(xiāng)iJ。;tff以細(xì)發(fā)光二極管首先是因為它^^小，與燈泡或日光燈等光翻比定位更糊，而且它光效高，飛行器可以攜帶更小的電池，SMMfe，此外它幾乎不產(chǎn)生熱量，，頭和室內(nèi)環(huán)境的影響小。如果光照測量時不允i轉(zhuǎn)發(fā)光管，貝何以用被動式發(fā)光的熒光材料貼在飛行器上作為靴。本發(fā)明的魅和積^m:本發(fā)明利用微M^A飛行器承糊應(yīng)種類的傳感設(shè)備、！^-ia^a、信息傳回設(shè)錢，對大型皿室內(nèi)物awt行采集，在空間中往返飛行并不斷獲得途徑各點的物據(jù)，同時利用三維s^i量技^ritM^人飛行器進行空間定位。這樣，微型無人飛行器尺寸可以小到只有幾十JS^甚至十幾厘米，倉辦在室內(nèi)空間中靈活飛行。利用飛行器作業(yè)可以擺TO面限制，獲得空間中任意點的。這^[據(jù)可以組^H纟im型，比平面I5^陣列更便于分析，例如研究建筑內(nèi)部的熱能流動情況，過去我們只能得至'J地面、屋頂?shù)染諱smm對于空氣的熱外流情7iix隹以準(zhǔn)確分析，現(xiàn)在有了空間數(shù)據(jù)陣列，熱育捉動的^1程就自然呈現(xiàn)了。由于飛行器移動速度快且不魏面運動剝牛限制，所以即使空間采樣次數(shù)t她面作業(yè)大幅度增長了，也可以保證f[^的等時性。財Hf頓微型飛行器mj^內(nèi)物ai^采樣平臺還有以下好處1.可以極大加1^#$。飛行平臺不僅移動鵬快，還不會受到地面割牛限制，^t穩(wěn)定的、較高的作業(yè)效率。2.可以實皿內(nèi)空間中各種物理信息的3隹皿集，這是該技術(shù)的Si要優(yōu)勢，，的采樣^^-陣列對辦呈現(xiàn)該種類信息的^^布情況。例如在雜離研究中，我們可以得到雄的氣溫梯度分布圖、自然^feM5跛分布圖、氣艇動三維鄉(xiāng)，這斷于科學(xué)魁正漸艮有價值。3.設(shè)備小巧運,^ffl^:低、操作便捷、啟動fflil，可以^作業(yè)獲得目標(biāo)在時間上的變化情況。以鋰電池和預(yù)iJ電機為動力源的1IMt空器不僅^^小、SM輕，tiS合超內(nèi)飛行，而且啟動容易，撥動開關(guān)即可。工作過程中所需對故的輔助工作就是充電以及將存儲器中的im下載下來，所以這一平臺反i^iiS快、作*低，如果有多塊電^as可以,工作。a^tt點使其可以獲得目標(biāo)空間物理狀態(tài)隨時間變化的情況。這一功能在禾頓中很有用，例如我們在早晨、中午、傍晚不同時艦同一個實驗wmi行觀測，就可以得到窒內(nèi)、變化曲線，并5ii種鵬是"四維"的，不僅有時間軸上的變化情況，同一個時間段的tm凝^^維分布式的。需要嫩卜說明的是飛艇由于是懸浮飛行器，所以停留在空中不需動九電1flR是為了移動和調(diào)整姿態(tài)。這就使它在同樣的電池攜帶量的情況下可以比直升機類飛行M空中停留更長的時間，為長時、ii^工^i^平臺凝出。采用地面相^遣技術(shù)也為保證飛行器的小型化、mM化,了^U:的保證。飛行器上不用^s艦用于定位的器材，而高精度的定位、導(dǎo)航設(shè)備M^輒幾百克、幾千克，采樣設(shè)備Sfch幾十克，如果為了魏定位設(shè)備而使得飛行器尺寸鵬可能導(dǎo)致本方案的離規(guī)。正^ffi了M^i糧fe^我們才倉鵬U飛行器的最小化。4.對環(huán)^iiiS能力強，作業(yè)割頓求低。這一平臺非常適合室內(nèi)作業(yè)，飛行器平臺付親小，并且飛碟和us型平臺不僅自身有靈活飛行能力，而且高ii^^機械部分(例如螺,)ipm，在內(nèi)部，飛行驗狹窄空間中飛行靈活而且安全，即使,建録面也沒有太大絲。除ittt夕卜，由于采用了^i糧技術(shù)，地面定位設(shè)備的構(gòu)造、《頓方法得到了極大的簡化。細(xì)定焦(定焦是^i糧對相機的基本要求)、廣角鏡頭的定^照相機既不用變噍，也不用像激光測距儀妒品需要l^j云臺^^準(zhǔn)飛機，只魏相l(xiāng)fl^角落里倉辦拍到飛機即可，而5Jc置的^s是比較自由的，幾個相機之間的相對距離、方向也不用Ax測量，計tm在后期處sM析相片時《i就會算出。ig^我們作業(yè)帶來了極大方便，桌子、墻面、地面，樹可位wfpr以架設(shè)相機。該系艦環(huán)境的its性非常好。5.多功能平臺。四種飛行器的lf^使用，尤其i!31飛碟、^M兩種平臺的組合，該平臺可以tt^亍建筑物理研究領(lǐng)域很多KIM的室內(nèi)I^采樣任務(wù)。正ift胃"一機多能"?？傊?，^柳微型無人飛行器作為采樣平臺"解放"了我們的雙手，也"解放"了信rn^集的"妒力"；而翻地面相艦飛行器和魏同期拍照逃行M^i懂定位駄貝提"解放"了飛行器作業(yè)平臺。這一^^方案的實質(zhì)是將定位設(shè)備從t/U:完雜移到地面，去掉飛行器的主要負(fù)擔(dān);在時間上將定位工作轉(zhuǎn)移到飛行、采樣任務(wù)誠以后，在計mi^a行后期解析。這樣做有幾個好處首先飛行、采樣過程沒有了定位任務(wù)，時間縮短，作業(yè)時只需要操IWA員在增穩(wěn)器材的輔助下在有一^離間隔的航ah,飛行，盡量多的獲取不同高度、7jc平^SMai:的數(shù)據(jù)即可。這樣不13^人員離飛行水平要求斷氐，現(xiàn)場作業(yè)流程簡單，而且保證了艦近似等時性。另外^i!K131拍照使飛行器空間，信息"存儲"在多張圖像中，再由if^w算，自動^f!S高，所獲得的鵬不僅包括飛行ma^標(biāo)，還同時對魏內(nèi)空間進行了三維測is^模，"一石二鳥"。當(dāng)劍門把各采樣點坐標(biāo)艦應(yīng)的物ai^入計tm頓的采樣點陣列^M和^^趣共同構(gòu)成的三維模型中，戯就是包含了測量信息、測量點陣列以及離環(huán)境的^果，從信息'I^M翻信息鵬、鵬合鵬""H呵成"的?！额Ds^i糧定位手段還,一個非常大的好處我們可以〗頓多架飛行器同時作業(yè)。如果用別的定位手段，多架飛行器同時定你就需要更多的定位設(shè)備，但;i^i量不用，只要飛行器出現(xiàn)在同時間拍攝的多^m片中，^s糧技術(shù)就可以對其定位，而不論目標(biāo)縫的多少。而艦于1^*說，凡了解M^i量定位原理的都會知道，目標(biāo)特征點增多對于定^MJf具有好處。圖1是飛碟J^M飛行器作業(yè)平臺示意圖，A為俯視圖，B為主視1-螺旋槳做罩、2-頹l他機、3_螺旋槳、4-探頭支架、5-備用探頭支架、6~飛行器娜、7-發(fā)光管、8-敏、^設(shè)備艙、IO"S親翼、11-方向舵、12-7jC平尾翼、13-氣囊、14-尾槳旋翼、圖2是mMl^^^臺示意圖；其中，A為主視圖，B為右視圖；圖3是!|^機作業(yè)平臺示意圖；其中，A為主視圖，B為俯視圖4是作業(yè),湯示意圖G劃月至少魏三綱機，數(shù)難多拍攝范圍f^r，更不容易產(chǎn)生拍攝"死角")，其中，A為俯視圖，B為主視15—飛《亍器、16—1號相機、17-2號相機、18—3號相機、19"^m^卜墻、20"建mjl頂；圖5是作鵬帝瞻號#^意21-電子時鐘、22-;l^m圖6是AX作業(yè)方法人-mX俏試示意圖7是本發(fā)明設(shè)計方案的人-mX^^示意圖8，制4^原理簡圖9是飛行器用艦(伺服器)控制鵬圖10J^fflS^i糧獄對測量點進行精確定位的實例1示意圖;圖IOA被測目標(biāo)實物照片，圖10B為按照需對尋到目標(biāo)上的特征點的三鄉(xiāng)i^標(biāo)，圖10C為軟件糊機的自身坐標(biāo)、鏡頭方向進行的三維定位，圖10D為利用圖像得到擬真的計^mt難3對IM^;圖11JKffl^i量技術(shù)對測量點進《灘確定位的實例2示意圖；圖11A為塔頂航拍照片舉例，圖11B為i^糧軟件解算出的特征點Hl佳點云亂圖UC為軟件計算出的每張照片對應(yīng)的相機，和鏡頭方向，圖11D為領(lǐng)絵皿(H^隹模型)；圖12是實例3中由相機2在作ikii程中拍攝的一^M片，可見相機l和飛機；圖13是由軟件計算出的M平方向觀察測點的H^^M;圖14是由軟件計算出的從鳥敗^向觀察測點的三維,。實施例h第一、,飛行器的繊，'鵬飛行紫5t4ifi傳感設(shè)備或傳驗以膽內(nèi)im^的分析。就像人員在室內(nèi)工作時^ict熱量、攪動氣流，mMMS器也會或多，^內(nèi)環(huán),，響。我們Mfe^手affia種糊船i纖的離。飛機、11是糊力飛行，發(fā)動機將會駐要的干擾因素，會產(chǎn)生噪音、振動、縱熱量、內(nèi)艦驗iaa會排出航，螺麟也^t^氣流的變化。根據(jù)任錄點，我們選擇mM^i他機作為動力源，和熱機相比，電機的馬力小、續(xù)航時間短是缺點，但就于室內(nèi)ifflS離作鵬不駐要問題。電機的震動、噪音相對小很多，啟動、關(guān)閉容易，可以在空中間歇作業(yè)，而艦沒有污染，所以是驗合的動力源。頹U電機艦?zāi)瓴懦霈F(xiàn)的新型動力電機，其效率可以超IJ95%以上，而普通電機的效率約為50%，所以不僅在同樣的飛行器上電機、電池的MW以做的更小，而且散發(fā)的熱量非常少，對于環(huán)境的影響小。按照前文所逸的一般作業(yè)要求，總重量為400-500克的！W機需要一個最大動力輸出約為200瓦的^ij電機，相應(yīng)轉(zhuǎn)化為熱能的功率為10瓦，可以計算出5^H+的工作釋放的熱能為3000焦耳，這些^i究竟有多少呢？在理想情況下(不計旨時間段內(nèi)的熱散失)倉灘將IOOO立方米(邊長10米的正方形房間)的空氣M提高0.0023度。艦沒有考慮到電機并非一直滿負(fù)荷工作，而且"^需的水平繊力比餅粉J嚇多，50駐右即可滿足。與之相比較，一個從事中度體力勞動的成年男子"^消耗的熱量約為3000大卡，即12540000焦耳，3MI^量大多被tm掉，按12小時工作平均計算，估算55H+工作散熱近80000焦耳。由此劍門可以看出f頓微型航空器不僅不會增加嫩卜熱量，而且由于了工作人員數(shù)量和作業(yè)時間，還有利于提高戯準(zhǔn)確度。我們所需要注意的就是把探頭設(shè)置被巨離發(fā)動機比較遠的位置^置在飛行器的端部、前部，這樣發(fā)動a^者其他電子部件散發(fā)的熱量就不會對結(jié)果有餘測MTO時也是一樣的，方法，將$31，于飛行器并_&5^*伸出一離巨離(各種飛行器的魏飾敏樣設(shè)計的)，測量結(jié)職不會受到機翼、螺龍槳等部艘氣繞流的影響。飛行器懸停的時候測得的S3IE是室內(nèi)空氣的真實流速。與內(nèi)艦不同，電機的魏很高、振動頻率高、幅度很小，現(xiàn)在電子產(chǎn)品都會辦承^^ltSS的振動，所以采用電af^于消除了振動的影響。電機&I作的時^a^產(chǎn)生一定,的高頻噪音，螺g葉撥動空氣也會發(fā)出聲音，在聲音測量方面艦是不能機受的，所以我們細(xì)，作為聲場測量平臺。，^tJt電機可以間虹作，^^樣過程中，m^手可控制電機、螺旋槳暫時停lhX作，得到該點的采樣艦后再打開動力，這樣就不錄響測量結(jié)果。觀可以,辦，不會像飛娜樣'糊力鵬,來，而且利用自身慣性仍可由方向舵面控制姿態(tài)，采樣^0需要轉(zhuǎn)移采樣點時，可以恢復(fù)^4力。第二、離物M^樣用傳感設(shè)備或傳麟的麟常見辨^^樣設(shè)備的性能織。目前采樣設(shè)備的總重已經(jīng)獸辦滿足小型飛行器對荷載的要求，這些設(shè)郷改實現(xiàn)了小型化、微型化，鵬飛行器空中作業(yè)平臺也可以承載他們進行采樣作業(yè)。財卜，鵬設(shè)備大部分錢分布于外殼、電源、充電鵬、液晶顯示器及其附屬W^部件，魏到飛行平臺上以后有鄉(xiāng)件沒有用(例如外殼、液晶屏、220伏市電充電TO^)，鵬，分可以整合、共享(例如電池)，有，件需要獨立出來安裝(例如探頭部分)，所以我們需要^a^器材進行e^mmij,去軒必變的部件，把敏部創(chuàng)竝出來，添加離鵬部分，這樣設(shè)備總龍、^p還可以縮減很多。^采樣設(shè)備包括但不限于1、AZ8928噪新十，噪^*§A環(huán)境噪音:40130dBC臓噪音45130dB辦率0.ldB準(zhǔn)確度土2dB(ref94dB肌KHz)響應(yīng)時間選擇FAST鵬/SLOW(働頻率范圍3008畫z顯示4位液晶及細(xì)顯示信，出AC/DC信號輸出AC:0.707Vrms操作/儲魏鵬0°Cto50。C<80%R.H—10°Cto60°C〈70%R.H尺寸72X182X30nra重量150g供電電源9V電池2、AZ8918^/Sit/驢儀難范圍艦1.l~20m/s，m:-10。C50。C，？破:0100%(僅8918)^M率Mil:0.lm/s，0.rC,鵬0.1%，單位轉(zhuǎn)換Milm/s，ft/min，MPH，knots,Km/hr，、鵬'C/下，鵬度鵬土2%，、鵬:±1'。，顯示2X4四位if[^M示LCDj^Uim同時顯示，尺寸180度打開時235X45X25咖，合閉時140X45X25,，Sl會如0g,供電電源1.5V電池供電，工作環(huán)境溫度0"50'C，濕度<90%RH。3、AZ8701憩驢儀技術(shù)織@范圍MS:5%95%R.H.，-1050°CC10122T)彌率o.ot.h.o.rc，o.l下準(zhǔn)確度鵬土4%鵬土rc尺寸16.5(H)X48.25(W)X170mm(L)顯示鵬^M^繊重量75g供電電源2X1.5VAAA電池附件皿，電池，^說明書4、AZ8581IB^,鵬十技術(shù)繊測量范圍0.0120000Lux/0.0012000fc(，形分四檔顯示，率衝氐O.OlLux/0.OOlfc(1FC=10.7641ux)準(zhǔn)確度±3%(Basicspec.)+10dgts尺寸142X42.3X26.4nm(LXWXT)Folded合閉>^態(tài)234X42.3X26.4nm(LXWXT)Fullyopened伸開狀態(tài)顯示3位半液晶顯示重量90g工作環(huán)境-580°C供電電源9V，單節(jié)鈕扣電池5、空氣離刊憤器空氣離^i十?dāng)?shù)器用于檢測自然^AX產(chǎn)生的離子，如皿tt^素衰變、閃電和暴風(fēng)雨、等離子放電、離子^￡器、空調(diào)出風(fēng)口等產(chǎn)生的離子空氣離？H十?dāng)?shù)MA空氣(赫其它含離子的氣體)艦一辨行極板裝置。夕剛的兩塊極板保持正的或負(fù)的極化電EE，中間皿性l^測極板。極板空氣間隙4nm，極化電場^El000V/m靈驗高，可測離子濃度低到10個離子/cm3由于具W^的靜電防護和強力的風(fēng)扇，即使在有很強的靜電場或有風(fēng)的不利制牛下也肖餘出精確的讀數(shù)響iSilg快！P、需約2秒，提高測微率條小重量輕，操作簡單方便測量范圍10~1，999,000ions/cm3精度士2諷對旨離子(遷移率大于8Xl(h5m/sperV/m)穩(wěn)定時間響應(yīng)時間2秒，正負(fù)離^i刀換10秒噪聲10ions/cra3(10秒內(nèi))串?dāng)_l:5000(離，擇性，正負(fù)離子間的干拋電池9V^性電池，備用擾態(tài)10h，測影h尺寸重量175X90X65(咖)/450g6、Radalert1(XHi^N^^靴Radalertl賺線檢測儀是一,魏用蓋革計數(shù)器，用于檢測a、P、Y和X繊。LCDit字顯雜數(shù)，可選^5H"H十?dāng)?shù)(CPM)、raR/hr頓iti十?dāng)?shù)，最萌達350，匿P蜮l(KM/hr。每次計數(shù)條紅feLED閃;^于湘!^n鳥聲l1^。當(dāng)輻射超,戶設(shè)定水平時有聲音報警。RadalertlOO^iWEi^證要求柳領(lǐng)域監(jiān)測個人繊暴露量區(qū)^M1界監(jiān)測檢測繊泄漏和污染確保1f^理部門規(guī)定監(jiān)測本底繊的變化核物理原理演示檢魏射性礦物駄規(guī)格傳感器卣m^卒滅齊iJGM檢測器，^^底窗(LND712)密度1.5-2.0mg/cm2，側(cè)壁為O.3ram的糾46不銹鋼顯示四Ml:液晶顯示，纟MJ^測量范圍0.001-110.00mR/hr或0.01-1100pSV/hr，計數(shù)(h350,OOOCPM^CPS:(h3，5(X)，總計數(shù)l-9'999，000;校準(zhǔn)Cs-137(gamma)靈敏度1000CPM/mR/hr(對Ks-137)精度±10%(典型)，士15fa報警用戶可調(diào)報,別，三個調(diào)整按鈕(當(dāng)輻射7jC平超鵬戶設(shè)定值時發(fā)出聲音報警)計數(shù)燈^K十?dāng)?shù)，紅組E響爍聲音^H十?dāng)?shù)，蜂鳴器聲音提示何以體成歸)輸出兩用mM插孑L^ti十?dāng)?shù)到it^m、記錄器、教學(xué)繊ife^^^其它CMOS兼容設(shè)備。超ms插孑L^^輸出到夕階;w、放大器或磁帶錄音機電源9V電池尺寸重量150X80X30nim，225g(含電衝7、TES-1392電^yaajS鵬器駄規(guī)格讀腿示3-1/2位液晶顯示器，最大讀值1999檔位200/2000亳高斯，20/200微泰斯拉14頻寬翻頭繊度0.1/l毫高斯，0.01/0.1微泰斯拉30Hz到300Hz糊±(3%+3創(chuàng)在50Hz/60HZLCD顯示〃0L〃約0.4秒4WA堿性電池(,堿性電衝約60小時0'C到40°C(32°F至lj104T)相X^Sg80)6以下-10°C到60°C，相)M"SS70)6以下約165公克lll(長)X64(寬)X34(高)mm取樣時間電源電M^錢尺寸內(nèi)存容量最大一組可記錄15750筆以下結(jié)合附圖自備構(gòu)itj^aa行分析。微型飛行器可以自己制作，也可以購買成熟的產(chǎn)品進行離，敝務(wù)荷載安鏈i鵬的飛行器上荊吏之可以正常工作即可。主魏求勤卜殼倉辦在於方向上做螺麟不^i4碰^i^面。安裝的原則任務(wù)荷載中的探頭部分與發(fā)動機、螺旋槳等干擾部ft^f一超巨離，對于飛機一麟用從飛行器前端(前進方向)伸出探桿，在探桿上安織頭。球類飛行器表面積大，探頭可以根據(jù)需要貼在nn表面。探頭的探測朝向可以根據(jù)任婦要而改變，但是探頭Pf翻于職定位的m二極管、熒光材料^/S^S在飛行器底面，因為照ffi+幾一mSTitk面，比飛行^g低而鏡頭上仰拍M^致。采樣用控制電路(包^^電接收機、電子時鐘、采條儲器)等腿在飛行器倉身內(nèi)，通過信號雜線與探頭相連。如圖4麻為作業(yè)itt湯示意圖，圖中以一個大型^m^m^內(nèi)作業(yè)為例。我們事先將多個相機擺放于繊室內(nèi)^^卜墻的於角落(如圖中給出3個相機分別為16、17、18)，鏡頭朝向室內(nèi)空間中^E域。飛行器(如圖中15)則^^人員控制，在空間中,飛行并采樣，各相機在某一時刻同WttSM片，獲取飛行器當(dāng)時的空間^L置。這一作#31程不行，就可以3^對飛行器進行定位了。說明相難多、鏡頭,角，定位"盲區(qū)"越少，不論飛行器到何位置都能保證同,到飛行器的照片數(shù)量。如果購置多個同型號相10^#購買廣角鏡絲困難，可以細(xì)分區(qū)作業(yè)的方法，例如從場地中軸線劃分，艦一半空間作業(yè)，將鏡頭對徵一半空間拍攝，飛行器也,一半空域飛行作業(yè)。1^JS再采樣另一半空間的I^。圖5是作業(yè)控制信號傳輸示意圖，圖中離器20由操作人員幫，主要功能是通過多通道無線電信號控制飛行器15飛行，利用剩余的一^lifflS制系統(tǒng)時鐘19的開關(guān)。當(dāng)此通道開關(guān)打開，相機(16、17、18)和飛行器上的g^l賠啦翁臘號，時鐘脈沖開始同步計時^S制相機以一定時間間隔拍攝、控制采樣設(shè)備進行采樣并存儲im。時鐘脈沖是用來保證每一次拍攝、數(shù)據(jù)采樣的時間糊性、共時性。圖6是Ax作業(yè)方法人-mxf^:示意圖，圖中采樣設(shè)備ii51^鍵、傳繊、顯示屏、1^-接口與外界信息溝通。人員操作按鍵，鵬器單元收到指令后讀傳麟的采樣麵，可以存儲到內(nèi)存中，并在顯示屏^M示出來供人員讀數(shù)。在作業(yè)完成后，人員可以將所有的M下載到i+算祉。圖7是本發(fā)明設(shè)計方案的人-豐;u:條式示意圖，圖中原^^樣設(shè)備MA飛行纖室中，去掉按鍵輸入單^pim顯示屏輸出單元，代之以，電控制信號接收機和時鐘脈沖單元。，電;Slrtfi^出飛行器飛行控制信號和時鐘開雑號，飛ai:的琉電接收機接收兩種信號，一種控制飛行，另一種:時,制采樣,單元。采樣,的存儲和計穀幾，工作與AX作業(yè)相同，區(qū)別在于在存儲采樣數(shù)據(jù)的同時也存儲對應(yīng)的時間信息。相機配備的琉電接iBcaR接收時鵬翁臘號，fflil時^^制拍攝間隔時間。最終采樣獲得的繊、對應(yīng)的時間和拍攝得到的照片^T入后期處理計飾，最終采樣職顯琉鵬者。圖8^$制鵬原理簡圖，圖中趟^lt機(離器)有七個控制鵬(CH1"CH7)，CH1"CH6用來控制飛行器的油門、升,、副翼、方向舵、魏離面，必須是比例鵬的，所以人員ffi31調(diào)整電位器的電阻皿4^制飛行器舵面相應(yīng)轉(zhuǎn)動角度(或者油門、槳矩大小)，實際使用中，電位鵬有類似飛機操縱桿的夕卜形，人員可以艦報方便的鵬。鵬7(CH7)只用來控制采樣和定位作業(yè)的開始/停止，所以只要一個開^13i即可，開^J丁開，拍攝和采樣工作，開絲閉，則作業(yè)停止。aiWl將這些電阻變化或開關(guān)通斷變化加以調(diào)串咖載到趟電調(diào)頻信號艦織鄉(xiāng)到空間中，接iWil3i殘接收下5l6^無線電信號并解調(diào)，控制各M3t^生相應(yīng)動作。飛行器上的接收機接收所有七個鵬的信號。第一個M與電腿接，控制飛fi^J力輸出大?。坏诙恋诹i與各舵面伺服器相連，控制伺服鵬臂轉(zhuǎn)動角度，從而控制舵面變化，按照人員操作產(chǎn)生飛fi^J作；第^Mir出的開關(guān)控第賠號與脈沖發(fā)生單元的脈沖信號都連接到一個與門邏輯電路，其工作原理是，只有當(dāng)開雜制信號和時f幅號都為高電平(即標(biāo)"丌始工作")時，邏輯電路才織出采樣控制信號，進行一7嫁樣。我們預(yù)先設(shè)定好時鐘間隔，這樣采樣工作就可以按照需要間隔進行。相ai:的接收機只接收第^3t的信號，工作原理與飛行器采樣控制相同，時鐘間隔可以和飛行器時鐘設(shè)置成一樣的，這樣每一個采樣對應(yīng)一個定錢標(biāo)，當(dāng)然也可以將采樣設(shè)得更"密"一些(間隔短于拍攝)。鵬是飛行器用艦(伺服器)控制TO圖，圖中左邊為接收Kl4it算芯片，可以接收各鵬控帝瞻號，并實Mil、鵬、動作延鴨飛行控帝隨彰力能。艦,離換鵬，最雜制信號Wl^右tim^制芯片8253。1応片離審1鵬轉(zhuǎn)換為伺服器^1鵬帝賠號，方波的脈沖1^^制伺服臂$#^角度。伺服M"H^，一顆與控制芯片連接，為信號線，另兩為動力線,用^^接電源。^卜舵lae制芯片也，一個時鐘脈沖單元3，產(chǎn)生頻率為lMHz的時^ft號，用于控制伺服器動作。第三、測量點的繊空間定位實例實例l、陜西省某史前聚落艦鵬測繪。2007年6月，發(fā)明Affi小型固定翼飛,陜西省1t^地區(qū)子洲縣"金山衆(zhòng)，艦(省級文鵬護單位)及其周邊局部山將^jft行了航拍、三餘測繪。航拍過程是飛機圍繞目標(biāo)周圈飛行，測繪對于航線的精確性、拍攝的距離并沒^l^要求，可以^流、地形等割牛比較自由的作業(yè)，需要注意的是如果對尋到^形狀目標(biāo)的M位置，那么照片要多，不能存'死角"，拍攝大多周圈進行(圖10a)。所以用于測繪的實際照片數(shù)駄都多于三張，測繪^條更好。我們可以看出，艦計iW同一目標(biāo)的不同角度多張照片的解析，我們就可以按照需對尋到目標(biāo)上的特征點的H^挫標(biāo)了(圖10b)，附胃特征點可以是做目標(biāo)，只^S離、fef;等方面會g^在2張以上的照片中JlJilM覺可以分辨即可，例如一塊黑色的石頭、房屋的屋角、AX投射的亮點('皿點、點>^:丁、反光點)等,以。另夕卜可以說明的是，對h個S^i懂項目，拍攝機位不應(yīng)4吁3個，在3個以上(包括3個)機位的MU:，^t別點如果只在ffi^照片中出現(xiàn)也是允許的，育,到三i,標(biāo)。在計算出特征點坐標(biāo)的同時，軟件&m機的自身坐標(biāo)、鏡頭方向進行了三維定位。(圖ioc)軟件還可以利用圖像得至艦真的計^U難三會MM^m(圖iod)。實例2、山西應(yīng)縣^i荅i翻測繪。山西省應(yīng)縣佛宮^l塔通常被稱作應(yīng)縣木塔，建于遼代，高六十多米，是世界±古老、最高大的全木結(jié)構(gòu)離，是國織重點文物微單位，已經(jīng)列入世界文tt;m^備選名單。辨國家文物部門決定對擬荅進行一次大規(guī)^^修，塔上大部分區(qū)^A員可以攀,見測，但是頂部僅有一個幾十iK的小口供出入，且頂^M大容易滑倒，AX作業(yè)十，險，所以今年9月發(fā)明人《柳了小型^AJW機攜帶高彌糊機，飛到距離i魏報約10~30米左右的距離雖空間各個角度對頂部進行了航拍，從圖像中可以分辨每一塊磚瓦的保#^況、破壞情況，這樣就不用人員社面進4琉險作業(yè)。航拍^SUS對航片進行了測繪作業(yè)，得到^i荅頂部的三維測繪圖，精度達到駄級，滿足一股測繪應(yīng)用的要求。從測繪圖上可以精確湖懂出塔尖的傾斜方向和角度、蓮花座的原有皿和破壞程度、金屬鼓座的銹蝕禾i^等。這些結(jié)論都為后續(xù)修繕工作打下了良,礎(chǔ)。圖ii中，圖iiA為塔頂航拍照片鄉(xiāng)ij(為滿足S^i糧的照片數(shù)量要求，實際在其它角度還拍攝了多張照片)，圖11b為g^i!l量軟f牛解算出的特征點三維點云圖，圖11c為軟件計算出的每^M片對應(yīng)的相機，和鏡頭方向，圖11d為測繪成果(3隹模型)。從以上兩個實例可以看出1.本發(fā)明方案中的^l^t一S^i懂技術(shù)對于拍攝位置的確沒有特別要求，軟件倉灘對相機坐標(biāo)、敏方向進fiM。只要各機位W^:的拍攝角度區(qū)別即可，照片數(shù)量不能奸3張，當(dāng)然對于某—目標(biāo)，^多艦，可以保證沒有死角。對于本發(fā)明方案，主要被測點僅為1個a^l個(允許多架飛機同時作業(yè))，張數(shù)不必像測量山體、古^ma么多。2.得到被測點的坐標(biāo)JiM^ll量的基^^能，正Jt在這一環(huán)節(jié)的MU^I'^m目標(biāo)厲型和其他3.對于本發(fā)明方案中飛行器的定位方案推證已知我們可以對固定不動的目標(biāo)有瓶lim地拍攝多張照片進行測繪。如果我們S3d3fe看，用幾個相同的相機同時對某一個場皿行拍攝，即使這個場景中有、凝元素，在拍攝的瞬間它也是糊定的體的，我們同樣可以獲得這個位置的坐標(biāo)。如果劍門不停的拍攝，就可以獲得這個胸元素相對于齡場景的運動車爐了。這就是本發(fā)明方案的采樣點定位原理。第四、澳爐點的繊空間定位與物aira^實例實例3、^m^內(nèi)空間中Mjg的三纟t^樣^ia^地點天^:，三學(xué)生，內(nèi)^^^i的設(shè)備一架旋翼直徑為50JS^的電動直升機，9Mit，^M^設(shè)備1，電子速iiaK計一個，測難度0.1攝氏度，兩部佳能s80數(shù)碼相機，28絲鏡頭，800萬像素，兩個實^g和結(jié)果實，作中獲得7個點的^，i^中我們可以看出^室內(nèi)m分布規(guī)律^Lh^S高Tife面,、夕卜墻P^a低于魏中部。齡作^i!Smfl"機僅消耗一個11.4伏2200穀時鋰電池的電能，非飾省t&源。如圖12-14麻，畫面中的兩個相機是由測繪軟件計算得至啲，與拍攝時的相機錢相船(在拍攝時相機的擺放是亂意的，沒有紐事先定位)。粗線條標(biāo)出飛《亍器的^^動，7個點為獲纟#^時的飛"應(yīng)點位。測雖果表:<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>注鋼架下表面SKfe面實際高度為5.9米。關(guān)于S^i糧定位精度根據(jù)i^S懂軟f^的指標(biāo)，^ffl消費級數(shù)碼相機的設(shè)備測4^差不大于1/2000，考慮到人為操作泖M^M，如，頭W逝有微型光源^^S，實際作業(yè)平均定位精度約為1/1000，對于100米長的離，即體小于10駄；如果沒有^^燈，由于相機像素數(shù)不夠高、室內(nèi)環(huán)境昏暗，只倉樹飛行器機條心部鄉(xiāng)行定位，實際誤差最大不鵬30駄。在^[^內(nèi)狹小空間中，f頓2部以上數(shù)碼相機，利用M^i量S^對飛行平臺進行空間三維定位，^ffl飛行器獲取物敏樣,是完全可行性的。權(quán)利要求1、一種建筑物理數(shù)據(jù)快速三維采樣方法，其特征在于，該方法依次包括以下各步第一、室內(nèi)飛行用微型無人飛行器的選擇，采用由遙控器控制的微型無人飛行器；第二、建筑物理數(shù)據(jù)采樣用傳感設(shè)備或傳感器的選擇，根據(jù)所需采樣的物理數(shù)據(jù)，選擇相應(yīng)的傳感設(shè)備或傳感器；第三、系統(tǒng)同步時鐘的建立為保證建筑物理數(shù)據(jù)采樣與定位的同步，建立一個在各數(shù)據(jù)采樣用傳感設(shè)備或傳感器上，以及攝影測量定位用相機上設(shè)置由接收機控制的系統(tǒng)同步時鐘，由操縱微型無人飛行器的遙控器發(fā)射無線電控制信號，通過接收機控制系統(tǒng)同步時鐘的啟/閉；第四、建筑物理數(shù)據(jù)的采樣上步建筑物理數(shù)據(jù)采樣用傳感設(shè)備或傳感器上設(shè)置的接收機接受到遙控器發(fā)出的控制信號后，啟動系統(tǒng)同步時鐘，開始采集建筑物理數(shù)據(jù)；第五、測量點的精確空間定位采用近景攝影測量方法對采樣點精確空間定位，該方法的具體步驟是a)、相機的選擇，在同一次作業(yè)中，選用至少2部以上完全相同的相機，并且參數(shù)設(shè)置也完全相同，以保證照片的一致性；b)、相機的放置，與監(jiān)控攝像機的放置原則相似，不需要確定相機的坐標(biāo)，將相機放置于靠邊的位置，并且拉開距離，使相機具有盡量大的、各自不同的視角范圍，各鏡頭之間的拍攝角度區(qū)別比較明顯；c)、系統(tǒng)同步時鐘的設(shè)置，為保證照片的拍攝時間一致性，在每部相機上設(shè)置一個由第三步建立的系統(tǒng)同步時鐘，該系統(tǒng)同步時鐘與接收機連接，用于接收由遙控器發(fā)出的系統(tǒng)同步時鐘的開關(guān)信號；d)、相機快門控制電路的設(shè)置，與相機上的系統(tǒng)同步時鐘連接，按照事先設(shè)定好的時間間隔控制相機快門動作，以便進行拍攝；e)、完成測量點的精確空間定位，相機在接到快門控制電路發(fā)出的控制信號后，開始對建筑和飛行器進行拍攝，以便完成對各采樣點的精確空間定位。2、根據(jù)權(quán)利要求i所述的方法，其特征在于，戶;M的微型無人飛行器是直升機、氣球、飛碟、或飛艇。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的建筑物理l^采樣用傳感設(shè)備或傳麟是噪#1十、M3I儀、鵬儀、照度計、空氣離子計數(shù)器、射線檢測報警儀、或電磁場強度測試器。全文摘要一種建筑物物理數(shù)據(jù)快速三維采樣方法。本發(fā)明利用微型無人飛行器承載相應(yīng)種類的傳感設(shè)備、數(shù)據(jù)記錄裝置、信息傳回設(shè)備等，對大型建筑室內(nèi)物理數(shù)據(jù)(聲強、聲頻、溫度、濕度、照度、光色、氣體成分、電磁場強度、空氣離子濃度、輻射強度等)進行采集，在空間中往返飛行并不斷獲得途徑各點的物理數(shù)據(jù)，同時利用攝影測量技術(shù)對微型飛行器進行定位。具體包括室內(nèi)飛行用微型無人飛行器的選擇，建筑物理數(shù)據(jù)采樣用傳感設(shè)備或傳感器的選擇，系統(tǒng)同步時鐘的建立，建筑物理數(shù)據(jù)的采樣，采用近景攝影測量方法對采樣點精確空間定位。由于飛行器移動速度快且不受地面運動條件限制，所以即使空間采樣次數(shù)比地面作業(yè)大幅度增多了，也可以保證數(shù)據(jù)的等時性。文檔編號G01C11/00GK101290237SQ20081005210公開日2008年10月22日申請日期2008年1月18日優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日發(fā)明者張玉坤,嚴(yán)李,哲李申請人:天津大學(xué)