基于无人机图像采集的城乡违章搭建监控系统的制作方法

本实用新型属于无人机遥感技术领域，具体涉及一种基于无人机图像采集的城乡违章搭建监控系统。

背景技术：

在城中村老旧建筑改造的大环境下，存在不少在原有楼层基础上进行违章加高搭建的现象；城市中的高层建筑顶楼住户也存在不少违规搭建阳光房、阁楼等违章建筑的现象；这样的现象给城乡居民的居住安全带来了极大隐患，搭建的建筑往往采用较轻质的结构，稳定性较差，抗震抗风能力差，容易发生建筑垮塌或者崩落现象，对居民的生命安全造成极大隐患；对于这样的乱象，执法人员在执法过程中存在着工作量大、取样难度高、测量耗时较长的问题，监管效率较低，因此，现有技术中有采用无人机平台进行拍摄来进行监督的方式，但现有的无人机平台存在着避障能力差，在城市及城中村地形中往往只能高空俯视获取图像，难以进行灵活的低空避障飞行，从而无法抵近获取更详细的信息；且现有的无人机平台仅仅只能进行简单图像获取，无法对违建结构进行初步结构性能判断，后续仍需要长时间人工排查，难以及时发现安全隐患；因此急需设计一种基于无人机图像采集的城乡违章搭建监控系统来解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于无人机图像采集的城乡违章搭建监控系统，该系统解决了现有技术避障能力差、无法在城市及城中村复杂环境中低空抵进检测，无法对违建建筑的具体信息进行初步获取的问题，具有避障能力强，可防止撞击损坏设备、可有效抵近、停靠违章建筑表面进行结构性能测试的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于无人机图像采集的城乡违章搭建监控系统，包括无人机本体和地面基站；无人机本体包括处理器、无线传输模块和定位模块；地面基站包括固定基站和车载基站，车载基站包括起降平台、数据终端和充电机构，充电机构与车载电源连接；无人机本体下表面通过液压云台连接有摄像头，摄像头一侧连接有雷达；无人机本体下表面连接有第一测厚装置；无人机本体侧表面连接有多个防撞装置。

优选地，定位系统包括流动站和参考站组成的ppk后差分系统；流动站包括两台流动站，分别与无人机本体以及车载基站连接；参考站与固定基站连接；流动站选用优鹰科技型号为yd5035的ppk移动站；参考站选用优鹰科技型号为ck5035的ppk参考站；雷达选用型号为tr005d-d-13的语音雷达。

优选地，数据终端包括无线收发模块；数据终端内置ppk后差分解算程序和图像识别程序；ppk后差分解算程序选用ppk后差分系统内置的解算软件；图像识别程序选用agisoftmetashape图像处理软件。

优选地，第一测厚装置包括伸缩电机和超声测厚仪，超声测厚仪与处理器电性连接；伸缩电机与无人机本体下表面连接，伸缩电机的伸缩端竖直向下与超声测厚仪的有线测量探头连接；超声测厚仪选用深达威品牌型号为sw6510的超声波测厚仪。

优选地，无人机本体下表面连接有挂板，挂板侧表面连接有第二测厚装置；第二测厚装置与第一测厚装置结构相同。

优选地，防撞装置包括连接台；连接台一侧表面与无人机本体侧表面连接，另一侧表面开设有柱状凹槽。

优选地，柱状凹槽内壁连接有压缩弹簧；柱状凹槽开口处铰接有盖板；盖板通过电磁锁与连接台接触配合。

优选地，压缩弹簧一端连接有缓冲板；缓冲板与盖板抵触配合。

优选地，连接台开设有柱状凹槽一侧表面连接有激光测距仪；距离传感器和电磁锁与处理器电性连接形成控制回路。

优选地，无人机本体下表面通过扭力弹簧铰接有多个支腿；每个支腿底端均连接有距离传感器；距离传感器外表面套设有透明保护罩；激光测距仪和距离传感器均选用di-soric品牌型号为lat51的激光距离传感器。

本实用新型提供的基于无人机图像采集的城乡违章搭建监控系统的有益效果如下：

（1）本装置设置了防撞装置，防撞装置包括的激光测距仪可以有效对无人机飞行过程中的四周障碍物进行距离检测，实时发送信号至处理器，当距离小于警戒值时处理器接管飞行控制系统进行自动避障；当距离小于危险值时，防撞装置动作，弹出压缩弹簧提供缓冲力，避免直接撞击导致机身结构损坏；同时机身底部设置了语音雷达用于监测机身下方的障碍物，避免抵近飞行时高度过低导致撞机事故发生；从而可以适应城市及城中村的复杂环境进行低空飞行，对违章建筑的居住人信息、门牌号信息等进行采集；

（2）本装置设置了测厚仪，可以通过降落在违章建筑表面通过超声测厚仪对违章建筑的墙面、楼板厚度进行检测，从而初步判断其结构强度，以便对违章建筑进行危险性分级，以便合理设置后续监督拆除的工作顺序，最大限度保证了周围居民的安全；

（3）无人机支腿下方设置了距离传感器，在违章建筑表面进行降落时，可以与摄像头配合起到辅助降落的作用，可以通过多个距离传感器的差值判断降落点的平整度，也可以起到对违章建筑顶面结构的水平程度进行判断的作用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型中无人机本体的俯视示意图。

图2为本实用新型中无人机本体的主视示意图。

图3为本实用新型中防撞装置待机时的示意图。

图4为本实用新型中防撞装置动作时的示意图。

图5为本实用新型中防撞机构的前侧面示意图。

图中附图标记为：无人机本体1，液压云台11，摄像头12，雷达13，第一测厚装置3，伸缩电机31，超声测厚仪32，测量探头33，挂板34，第二测厚装置35，防撞装置4，连接台41，柱状凹槽42，压缩弹簧43，盖板44，电磁锁45，缓冲板46，激光测距仪47，扭力弹簧51，支腿52，距离传感器53，透明保护罩54。

具体实施方式

如图1~图5中，一种基于无人机图像采集的城乡违章搭建监控系统，包括无人机本体1和地面基站；无人机本体1包括处理器、无线传输模块和定位模块；地面基站包括固定基站和车载基站，车载基站包括起降平台、数据终端和充电机构，充电机构与车载电源连接；无人机本体1下表面通过液压云台11连接有摄像头12，摄像头12一侧连接有雷达13；无人机本体1下表面连接有第一测厚装置3；无人机本体1侧表面连接有多个防撞装置4。

优选地，定位系统包括流动站和参考站组成的ppk后差分系统；流动站包括两台流动站，分别与无人机本体1以及车载基站连接；参考站与固定基站连接；流动站选用优鹰科技型号为yd5035的ppk移动站；参考站选用优鹰科技型号为ck5035的ppk参考站；雷达13选用型号为tr005d-d-13的语音雷达13。

优选地，数据终端包括无线收发模块；数据终端内置ppk后差分解算程序和图像识别程序；ppk后差分解算程序选用ppk后差分系统内置的解算软件；图像识别程序选用agisoftmetashape图像处理软件。

优选地，第一测厚装置3包括伸缩电机31和超声测厚仪32，超声测厚仪32与处理器电性连接；伸缩电机31与无人机本体1下表面连接，伸缩电机31的伸缩端竖直向下与超声测厚仪32的有线测量探头33连接；超声测厚仪32选用深达威品牌型号为sw6510的超声波测厚仪。

优选地，无人机本体1下表面连接有挂板34，挂板34侧表面连接有第二测厚装置35；第二测厚装置35与第一测厚装置3结构相同。

优选地，防撞装置4包括连接台41；连接台41一侧表面与无人机本体1侧表面连接，另一侧表面开设有柱状凹槽42。

优选地，柱状凹槽42内壁连接有压缩弹簧43；柱状凹槽42开口处铰接有盖板44；盖板44通过电磁锁45与连接台41接触配合。

优选地，压缩弹簧43一端连接有缓冲板46；缓冲板46与盖板44抵触配合。

优选地，连接台41开设有柱状凹槽42一侧表面连接有激光测距仪47；距离传感器53和电磁锁45与处理器电性连接形成控制回路。

优选地，无人机本体1下表面通过扭力弹簧51铰接有多个支腿52；每个支腿52底端均连接有距离传感器53；距离传感器53外表面套设有透明保护罩54；激光测距仪47和距离传感器53均选用di-soric品牌型号为lat51的激光距离传感器53。

上述基于无人机图像采集的城乡违章搭建监控系统的工作原理如下：

通过摄像头12采集违章建筑的图像画面实时传送给地面基站，飞行中，防撞装置4的激光测距仪47对无人机飞行过程中的四周障碍物进行距离检测，实时发送信号至处理器，当距离小于警戒值时处理器接管飞行控制系统进行自动避障；当距离小于危险值时，防撞装置4动作，弹出压缩弹簧43提供缓冲力，避免直接撞击导致机身结构损坏；机身底部设置了语音雷达13用于监测机身下方的障碍物，避免抵近飞行时高度过低导致撞机事故发生；从而可以适应城市及城中村的复杂环境进行低空飞行，对违章建筑的居住人信息、门牌号信息等进行采集；降落在违章建筑表面通过超声测厚仪32对违章建筑的墙面、楼板厚度进行检测，从而初步判断其结构强度，以便对违章建筑进行危险性分级，以便合理设置后续监督拆除的工作顺序，最大限度保证了周围居民的安全；无人机支腿52下方设置了距离传感器53，在违章建筑表面进行降落时，可以与摄像头12配合起到辅助降落的作用，可以通过多个距离传感器53的差值判断降落点的平整度，也可以起到对违章建筑顶面结构的水平程度进行判断的作用；传回数据终端的图像通过图像识别程序和ppk后差分系统进行处理，获取图像中像素点的pos信息，对违章建筑的尺寸进行测算。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。