一种用于地理测绘的相机远程触发系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及地理测绘设备技术领域，具体涉及一种用于地理测绘的相机远程触发系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着社会经济发展和建设活动的日益频繁，地形图更新的速度也在提高，传统的数字化测图技术方法，效率偏低，并且成本较高，还受到客观条件的影响，如天气、地形等因素的影响。
[0003]传统的数字化测图技术，需要大量的测绘人员，劳动强度大，从高等级的控制测量一步步的到图根控制，然后再用全站仪进行数据采集，最后还要通过计算机，用专业的制图软件，进行内业成图。这一过程，非常繁杂，并且对测绘人员作业人员要求很高，每一个环节都不能出错，最终成图后，还要经过实地巡查检查作业过程中是否有错绘丢漏等工作。
[0004]摄影测量应用到传统测量中给测绘领域带来了巨大的改变，其中发展最快的应当是航测技术在数字化测量中的应用。大比例尺高精度的航拍图，为数字化测量带来了极大的方便。尤其是无人机航测技术，在数字化测图方面更具优势，它成本低，机动灵活，更重要的是生产效率大大提高，并且能够逼真的还原测区的地形地貌，现实感很强。
[0005]通过国内公开专利文献检索，检索到公开号为CN201210279388.4的及一种基于脉宽调制信号的照相设备快门远程触发系统及方法，，该系统包括脉宽调制信号发生器、无线发射模块、无线接收模块、单片机、光耦合器及照相设备，所述脉宽调制信号发生器与无线发射模块连接，无线发射模块与无线接收模块进行无线通讯发送脉宽调制信号，无线接收模块接收脉宽调制信号，并将脉宽调制信号送达单片机进行识别判断，该单片机与光耦合器相连，光耦合器与照相设备的快门控制线相连接触发照相设备的快门动作。该专利文献的技术方案与本
【发明内容】
有着本质的不同。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于地理测绘的相机远程触发系统及方法。
[0007]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0008]一种用于地理测绘的相机远程触发系统，包括嵌入式计算机、GNSS模块、姿态传感器模块、地面计算机、无线发射模块、无线接收模块、存储模块、单片机及照相设备。所述嵌入式计算机与无线接收模块连接，接收地面站经无线发射模块发送的触发指令，嵌入式计算机即时将所述GNSS模块及姿态传感器模块发送的实时信息数据存入存储模块中，并经CAN总线将触发高电平信号通过I/O端口通过杜邦线发送给单片机，该单片机将触发信号经由Micro USB v2.0接口触发照相设备的快门动作。
[0009]而且，所述无线发射模块和无线接收模块采用DIGIXTend数传电台，功率为1W，频段为900MHz，数据吞吐量为115.2kbps，并加装RPSMA天线，室外有效传输距离60km。
[0010]而且，所述地面计算机与所述嵌入式计算机之间的传输数据遵循MAVLINK通讯协议。
[0011]而且，所述嵌入式计算机内含24M晶振。
[0012]而且，所述无线发射模块发送心跳包的频率为1Hz。
[0013]而且，所述嵌入式计算机读取所述无线发射模块传送数据的频率为50Hz。
[0014]而且，所述触发指令由地面计算机产生，所述触发指令通过地面计算机USB接口发送至所述无线发射模块，所述无线发射模块将此触发信号经无线传输方式发送至所述无线接收模块，触发信号经CAN总线传入所述嵌入式计算机。
[0015]而且，所述地面计算机型号为Lenovo Y430P。
[0016]而且，所述嵌入式计算机为STM32F427CortexM4核心 168MHz/256KB RAM/2MBFlash处理器。
[0017]而且，所述GNSS模块为北斗/G0LNASS双模定位模块，接收地理信息数据频率为1Hz0
[0018]而且，所述姿态传感器模块为MPU6050模块，集成了 3轴MEMS陀螺仪，3轴MEMS加速度计，以及一个可扩展的数字运动处理器DMP，对陀螺仪和加速度计分别用了三个16位的ADC，将其测量的模拟量转化为可输出的数字量。
[0019]而且，所述GNSS模块及所述姿态传感器模块通过SPI总线与所述嵌入式计算机连接。
[0020]而且，所述嵌入式计算机在产生高电平脉冲信号的同时通过CAN总线读取实时所述GNSS模块数据。
[0021]而且，所述嵌入式计算机将读取到的GNSS模块数据及姿态传感器模块数据烧录到DATAFLASH。
[0022]而且，所述嵌入式计算机读取GNSS模块数据更新的频率为50Hz。
[0023]而且，所述嵌入式计算机读取姿态传感器模块数据更新的频率为100Hz。
[0024]而且，所述存储模块从DATAFLASH中读取触发信号实时GNSS模块数据及实时姿态传感器数据的频率为1Hz。
[0025]而且，所述存储模块为64GB容量SD卡。
[0026]而且，所述单片机型号是R5R0C002的单片机。
[0027]而且，所述嵌入式计算机接收触发信号后产生持续时间为I秒的高电平脉冲信号。
[0028]而且，所述照相设备支持Micro USB ν2.0接口。
[0029]而且，所述照相设备外置32GB的SD卡。
[0030]一种用于地理测绘的相机远程触发系统及方法，其工作步骤如下:
[0031](I)相机触发命令的产生及发送:定义触发命令长度为15个字节，定义航点间隔及航线间隔距离数据为float类型，所述地面计算机完成测绘地区无人机航迹规划，将预设航飞点数据通过串行总线输入到所述地面计算机的EEPROM(电可擦可编程只读存储器)，通过所述地面计算机的USB接口输入到所述无线发射模块，所述无线接收模块通过数据链接收并传入所述嵌入式计算机。
[0032](2)嵌入式计算机接收触发信号的同时收集系统实时信息:用unint8_tS义输出端口电平状态、定义嵌入式计算机USB输出端口、MA VLINK信息传输ID号、所述照相设备光圈尺寸、触发信号实时地理信息，以float定义偏航、俯仰、横滚三个姿态数据，以unintl6_t^义照相设备IS0、MAV_Intl6命令数，所述嵌入式计算机识别所述地面计算机发送的相机触发命令，所述嵌入式计算机接收相机快门触发命令的同时打开中断定时器，按晶振信息依次记录实时地理定位信息及机体姿态信息，所述嵌入式计算机读取GNSS模块数据更新的频率为50Hz，所述嵌入式计算机读取姿态传感器模块数据更新的频率为10Hz ^tMAVLINMt息传输ID号作为命令头，将所述照相设备光圈尺寸、照相设备ISO、机体姿态信息、实时地理定位信息数据经CAN总线存入DATAFLASH中，以GNSS输出的实时时间为标识码将所有信息打包发送到存储设备。
[0033](3)相机触发命令的进一步传输:该触发命令经所述嵌入式计算机识别后，所述嵌入式计算机触发相应I/O端口的高电平脉冲信号，持续时间长度为1S，中断定时器关闭。
[0034](4)单片机识别相机触发命令:单片机通过自身比较器比较本次高电平持续时间，遂行可编程触发命令，运行芯片内已烧录的内置程序，将触发信号经Micro USB v2.0接口送入照相设备，所述单片机需要外置5V电源供电。
[0035](5)照相设备完成电子快门触发操作并记录照片信息:相机电子快门触发，照相设备完成拍照功能，将触发命令的时刻数据叠加到相片上一并存入外置的SD卡中。
[0036]本发明的优点和积极效果是:
[0037]1、本发明采用了工业级的无线电传输模块，有效地实现触发命令的远距离传递的功能。
[0038]2、由于本发明采用嵌入式计算机及MEMS传感器进行数据采集及处理，简化测绘流程，经过本发明得到的数据可直接用于数字地理信息的处理，生成测绘产品，大大提高了系统运转效率，降低了系统的成本。
[0039]3、本发明产品结构紧凑，体积小，特别适合小型无人机的搭载，为小型无人机的地理测绘提供了保证。
[0040]4、本发明产品结构简单、可靠性强、低功耗、节省成本。
【附图说明】
[0041]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0042]图1是本发明的系统结构方框图；
[0043]图2是本发明实施例的系统结构方框图；
[0044]图3是本发明的地面计算机的航点规划示意图；
[0045]图4是本发明的数据处理示意图。
【具体实施方式】
[0046]以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
[0047]本发明的基本原理是:由地面计算机产生的触发命令，经无线发射模块经数据链传入嵌入式计算机上，嵌入式计算机识别触发命令的同时将所述GNSS模块及姿态传感器模块发送的实时信息数据存入存储模块中，并经CAN总线将触发高电平信号通过I/O端口经杜邦线发送给单片机，该单片机将触发信号经由Micro USB v2.0接口触发照相设备的快门动作，照相设备将触发命令时刻数据写入数字图像，通过时间信息匹配数字图像与实时信息数据，进行数字地理信息产品的开发。
[0048]一种用于地理测绘的相机远程触发系统，如图1所示，该系统包括嵌入式计算机、GNSS模块、姿态传感器模块、地面计算机、无线发射模块、无线接收模块、存储模块、单片机及照相设备。所述嵌入式计算机与无线接收模块连接，接收地面站经无线发射模块发送的触发指令，嵌入式计算机即时将所述GNSS模块及姿态传感器模块发送的实时信息数据存入存储模块中，并将触发高电平发送给单片机，触发信号经由Micro USB v2.0接口触发照相设备的快门动作。采用本发明可实时匹配无人机航摄地理信息，无需地面大型辅助测绘设备便可完成测区的数字地理信息采集。
[0049]如图2