一种用于农村土地调查的智能化方案的制作方法

1.本发明涉及农村土地调查领域，设计一种用于农村土地调查的智能化方案。


背景技术：

2.农村土地调查包括土地权属调查、地类调查、基本农田调查、农村不动产调查、农村违规建房调查等内容。近年来，随着社会经济的发展，农村建设活动日益频繁。如何对农村土地及其利用进行长期监控和有效管理，是实现土地资源优化配置和合理利用面临的首要问题，也是实现农村可持续发展的重要环节。
3.传统的农村土地调查，主要依靠各乡镇国土所和第三方作业单位，携带测量和拍照设备深入到各个村庄挨家挨户进行调查。传统方法耗费了大量的人力和物力资源，效率低，且由于人员懈怠等原因难以保证现场调查数据的可靠性，实际执行过程中会出现多次返工核查的情况。
4.因此提出一种用于农村土地调查的智能化方案，对于农村土地调查领域有着深远的影响。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种用于农村土地调查的智能化方案，所述方案采用无人化和智能化技术，以无人车和无人机代替人工，可以减少大量人工工作量，并大大提高信息采集的可靠性。
6.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于农村土地调查的智能化方案，所述方案包括智能拖挂车厢模块、小型自动驾驶作业车模块、旋翼无人机模块、应用服务模块。
7.所述智能拖挂车厢模块，主要负责被普通机动车辆拖挂运输，装载、释放和回收小型自动驾驶作业车，为小型自动驾驶作业车充电。智能拖挂车厢模块主要由车厢主体、电动卷门、尾部电动升降板、车轮固定装置、无线充电设备、蓄电池、太阳能发电设备、嵌入式控制系统、红外定位设备发射端、无线通信设备等组成。
8.所述小型自动驾驶作业车模块，主要负责装载无人机并自动驾驶到任务地点附近，释放和回收旋翼无人机，为无人机充电，与网络服务器通信，与旋翼无人机通信并对其进行控制。小型自动驾驶作业车模块主要由自动驾驶定位设备、自动驾驶感知设备、控制系统、线控车辆底盘、蓄电池、无线充电设备、红外定位设备接收端和发射端、双无人机容纳仓、5g通信设备、无线通信设备等组成。
9.所述旋翼无人机模块，主要负责与小型自动驾驶作业车通信，拍摄带有位置和方位角信息的现场照片。旋翼无人机模块主要由旋翼无人机主体、惯性导航设备、高清摄影机、图传系统、飞控系统、红外定位设备接收端等组成。
10.所述应用服务模块，主要负责存储任务信息和采集信息，与小型自动驾驶作业车通信交换数据，任务信息的内业录入与分发，为村委会和村民提供个人信息录入和审核等
功能。应用服务模块主要采用b/s架构，由网络服务器、客户端等组成。
11.相比传统方法，本发明基于无人化和智能化技术的农村土地调查方案具有以下有益效果：（1）充分利用了智能化和无人化技术的优势，现场信息采集准确率高、速度快，在自然光可视的条件下可持续工作；（2）智能拖挂车厢、小型自动驾驶作业车和旋翼无人机的有机结合，使得信息采集终端系统可高度智能化地自主运行，不仅适合于人口密集的村落聚集区，也适合于人口分散的偏远地区，且可以深入到人力难以到达的复杂地形地区；（3）有效降低了传统农村土地调查方法中的人力和时间耗费。
附图说明
12.图1是本发明方案的技术流程图。
13.图2是本发明方案的系统组成图。
14.图3是本发明方案的智能化装置图，其中智能拖挂车厢中1为嵌入式控制设备和无线通信设备、2为无线充电设备、3为太阳能发电设备、4为电动卷门、5为车尾电动升降板、6为红外定位设备发射端、7为蓄电池、8为车轮固定装置，其中小型自动驾驶作业车中9为控制系统、10为自动驾驶定位设备和感知设备、11为双无人机容纳仓、12为红外定位设备发射端、13为无线充电设备、14为蓄电池、15为线控车辆底盘、16为红外定位设备接收端，其中旋翼无人机中17为旋翼无人机主体和飞控系统及图传系统、18为高清摄影机、19为红外定位设备接收端、20为惯性导航设备。
具体实施方式
15.下面结合附图和实施例，对本发明方法的详细步骤作进一步说明。
16.1.土地调查任务信息预处理。
17.在接到上级下发的农村土地调查任务后，先由土地调查的内业人员对下发任务进行细化和分割，按照行政村或人为划定的聚落范围将任务分类并上传至网络服务器。
18.2.智能拖挂车厢就位与启动。
19.土地调查外业人员驾驶普通机动车辆拖挂智能拖挂车厢，将其运输至内业人员划分的任务区域中，卸载智能拖挂车厢并启动。车厢启动后的准备工作步骤如下：步骤1：智能拖挂车厢嵌入式控制系统启动太阳能发电设备，将电能存储在携带的大容量蓄电池中，蓄电池可在拖挂车厢运输前使用220v电源直接充电；步骤2：嵌入式控制系统启动无线充电设备，为小型自动驾驶作业车充电；步骤3：嵌入式控制系统通过无线通信设备通知处于低电压休眠状态的小型自动驾驶作业车在车厢内开机；步骤4：作业车开机后向网络服务器发送当前位置，并获取当前任务区域的所有任务信息。
20.3.小型自动驾驶作业车释放。
21.小型自动驾驶作业车充电饱和且下载完任务数据后，释放步骤如下：步骤1：拖挂车厢的嵌入式控制系统打开小型自动驾驶作业车的车轮固定装置和车厢
电动卷门；步骤2：由拖挂车厢内的红外定位设备引导小型自动驾驶作业车行驶至车厢尾部的电动升降板处；步骤3：嵌入式控制系统控制升降板下降至地面；步骤4：小型自动驾驶作业车上的控制系统控制作业车驶离拖挂车厢。
22.4.任务区域地图采集。
23.在正式开始任务前，首先获取当前任务区域的高精度地图，步骤如下：步骤1：小型自动驾驶作业车驶离智能拖挂车厢10米后，作业车上的控制系统释放双无人机容纳仓中的其中1架旋翼无人机，通过无人机上携带的惯性导航设备和高清摄影机拍摄整体任务区域的地面影像，无人机将图像和其他数据通过图传系统传输至小型自动驾驶作业车；步骤2：作业车上的控制系统将上述数据上传至网络服务器；步骤3：由网络服务器生成任务区域的数字式正射影像，并利用深度学习方法中的图像分割模型提取任务区域的农村道路网；步骤4：网络服务器将提取的任务区域农村道路网下发至小型自动驾驶作业车；若任务区域面积过大，超出了旋翼无人机的最大飞行半径，可以先由旋翼无人机拍摄部分任务区域地面影像，通过作业车上传至网络服务器，先生成部分任务区域的数字正射影像和农村道路网并下发。然后小型自动驾驶作业车行驶至新接收到的农村道路网边缘，重复上述步骤，直到得到覆盖整个任务区域的数字正射影像和农村道路网。
24.5.临时停靠点设置。
25.小型自动驾驶作业车上的控制系统根据从网络服务器获取的详细任务信息，在任务区域的农村道路网上自主设置多个临时停靠点，以便将旋翼无人机运输至最佳路段，使无人机到周围多个任务点的距离总和最短，从而增加无人机的持续工作时间，提高现场照片采集效率。
26.6.正式无人作业。
27.小型自动驾驶作业车自动驾驶到临时停靠点，期间作业车上的控制系统实现自主定位与导航、自主路径规划、自主避障、自动车辆控制等操作。到达临时停靠点后，作业车的工作步骤如下：步骤1：作业车的控制系统打开双无人机容纳仓，启动其中一台旋翼无人机；步骤2：作业车的控制系统通过飞控系统控制无人机到达任务点位置，在自然光的可视环境下控制无人机从多个方位拍摄任务点的现场照片，同时记录拍摄的位置和方位角；步骤3：每次拍摄完成无人机都将图像等信息通过图传系统传输至作业车；步骤4：待无人机完成该任务点现场拍照工作后，作业车通过5g通信设备将无人机采集到的现场照片和其他数据打包传输至网络服务器存储。
28.7.旋翼无人机回收。
29.旋翼无人机电量不足或完成临时停靠点周围的任务点现场照片拍摄时，无人机回收步骤如下：步骤1：小型自动驾驶作业车控制系统控制旋翼无人机返回作业车所在位置；步骤2：通过作业车上部的红外定位设备引导旋翼无人机降落在双无人机容纳仓中；
步骤3：作业车控制系统控制另一台无人机起飞前往任务点拍摄，或关闭舱门对无人机进行无线充电，或关闭舱门后返回智能拖挂车厢。
30.8.小型自动驾驶作业车回收。
31.当任务区域现场拍照工作完成，或小型自动驾驶作业车电量不足时，作业车的回收步骤如下：步骤1：作业车自动驾驶到智能拖挂车厢的位置；步骤2：作业车控制系统通过无线通信设备通知车厢降下电动升降板；步骤3：借助升降板上的红外定位设备引导作业车行驶至升降板上；步骤4：车厢升起升降板；步骤5：通过车厢内无线充电设备旁的红外定位设备引导作业车行驶至充电处，进行无线充电；步骤6：小型自动驾驶作业车进入低电压休眠状态。
32.9.土地调查信息完善与审核。
33.当网络服务器获取到作业车上传的该任务区域的所有任务点数据后，土地调查信息的完善步骤如下：步骤1：服务器生成每个任务点的信息记录表，包含了土地调查任务的原始信息、现场照片、拍摄照片的位置和方位角、现场的数字正射影像，以及待填写的土地权属信息、土地利用信息、土地使用者的个人信息等；步骤2：土地调查的内业人员基于正射影像和带位置和方位角的现场照片，采用数字摄影测量的方法计算土地调查目标的三维度量，并填写土地利用类型等信息；步骤3：根据任务点的位置，服务器通知对应的村委会工作人员在线预填部分信息，比如土地权属、利用类型、个人信息以及当前土地使用人的手机号码等；步骤4：服务器通过短信通知对应的村民，村民收到短信后将个人信息按照固定格式、以短信方式回复，由服务器从短信中提取村民的个人信息并补充到相应的任务记录表中。因条件限制无法使用手机的村民，由村委会工作人员上门代为填写；步骤5：土地调查的内业人员在线审核完善信息后的农村土地调查的正射影像、现场照片、度量信息、土地调查信息和个人信息等。若发现任何异常，内业人员再次提交该任务至服务器，服务器将任务信息下发作业车，进行核查作业，以便核查数据或纠正任务点位置。
34.10.智能拖挂车厢回收。
35.任务区域的土地调查数据由内业人员审核完成后，由土地调查的外业人员驾驶普通机动车辆拖挂智能拖挂车厢离开，前往下一个任务区域。可同时部署多台智能拖挂车厢装载小型自动驾驶作业车和无人机在不同地点作业。
36.以上实施例仅是对本发明的技术构思及特点进行描述，并不用于限定本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的任何修改、等同替换、改进等，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围之内。