一种适用于地质勘查的快速定位方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110596740 A(43)申请公布日 2019.12.20

(21)申请号 201910939013.8(22)申请日 2019.09.29

(71)申请人 中国矿业大学（北京）

地址 100083 北京市海淀区学院路丁11号(72)发明人 邵龙义　康世龙　

(74)专利代理机构 北京彭丽芳知识产权代理有

限公司 11407

代理人 胡若玲(51)Int.Cl.

G01S 19/42(2010.01)G01S 19/48(2010.01)G01C 21/32(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图2页

CN 110596740 A()发明名称

一种适用于地质勘查的快速定位方法(57)摘要

本发明公开了一种适用于地质勘查的快速

S1、通过无人机实现待定位方法，包括如下步骤：

测区域图像的采集，每张图像均携带配套的POS数据，该POS数据至少包括纬度、经度、高程、航向角、俯仰角及翻滚角；S2、将图像按POS数据完成重构；S3、按POS数据完成重构后图像的拼接，从而实现待测区域地图的构建；S4、通过无人机进行地质兴趣点GPS数据或图像数据的采集；将GPS数据或图像数据输入所构建的地图，即可在构建的地图上获取当前地质兴趣点的坐标，S5、根据地质地形图与大地坐标系的转换模型以及当前地质兴趣点的坐标，在地质地形图上进行地质兴趣点的标记。本发明可以实现地质兴趣点的快速定位，且定位精确度高。

CN 110596740 A

权　利　要　求　书

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1.一种适用于地质勘查的快速定位方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、通过无人机实现待测区域图像的采集，每张图像均携带配套的POS数据，该POS数据至少包括纬度、经度、高程、航向角、俯仰角及翻滚角；

S2、将所采集到的图像按所述POS数据完成重构；S3、按所述POS数据完成重构后图像的拼接，从而实现待测区域地图的构建；S4、通过无人机进行地质兴趣点GPS数据或图像数据的采集；将所得的GPS数据或图像数据输入所构建的地图，即可在构建的地图上获取当前地质兴趣点的坐标；

S5、根据地质地形图与大地坐标系的转换模型以及当前地质兴趣点的坐标，在地质地形图上进行地质兴趣点的标记。

2.如权利要求1所述的一种适用于地质勘查的快速定位方法，其特征在于：所述步骤S2按图像的航向角、俯仰角及翻滚角完成图像的重构。

3.如权利要求1所述的一种适用于地质勘查的快速定位方法，其特征在于：所述步骤S3按图像的纬度、经度、高程完成图像的拼接。

4.如权利要求1所述的一种适用于地质勘查的快速定位方法，其特征在于：所述步骤S3中在大地坐标系内构建地图，在构建时，首先根据校正模型完成每张图片对应大地坐标的获取，然后完成拼接，地图上每个点的坐标均可获取。

5.如权利要求1所述的一种适用于地质勘查的快速定位方法，其特征在于：所述步骤S4中，输入GPS数据时，直接在地图上进行当前地质兴趣点的标记，然后根据用户当前的GPS定位数据输出对应的导航轨迹，并将导航轨迹储存在对应的数据库内。

6.如权利要求1所述的一种适用于地质勘查的快速定位方法，其特征在于：所述步骤S4中，输入图像数据时，系统首先进行图像数据的POS数据挖掘，然后根据POS数据在地图上进行当前地质兴趣点的标记，然后根据用户当前的GPS定位数据输出对应的导航轨迹，并将导航轨迹储存在对应的数据库内。

7.如权利要求1所述的一种适用于地质勘查的快速定位方法，其特征在于：所述无人机包括爬行机器人本体和无人机本体，爬行机器人上顶面设有用于卡接无人机悬架的电动夹持夹。

8.如权利要求7所述的一种适用于地质勘查的快速定位方法，其特征在于：所述爬行机器人本体和无人机本体均内载三维姿态传感器和GPS定位模块，协同雷达探头实现自身的避障和越障，所述爬行机器人本体和无人机本体均搭载有双目视觉传感器，可以实现图像数据的实时回传，在两者连接在一起时，GPS定位模块和三维姿态模块只启动其中一个，在分开使用时，两者的GPS定位模块和三维姿态模块均需启动。

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一种适用于地质勘查的快速定位方法

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技术领域

[0001]本发明涉及地质勘查技术领域，具体涉及一种适用于地质勘查的快速定位方法。背景技术

[0002]目前，野外地质调查中观察点位确定主要采用的方法包括地质罗盘+地形图法、手持GPS公里网格展图法、室内计算机投图法等。普遍存在定位精度较低，定位过程费时费力等缺陷。

发明内容

[0003]为解决上述问题，本发明提供了一种适用于地质勘查的快速定位方法。[0004]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：[0005]一种适用于地质勘查的快速定位方法，包括如下步骤：[0006]S1、通过无人机实现待测区域图像的采集，每张图像均携带配套的POS数据，该POS数据至少包括纬度、经度、高程、航向角(Phi)、俯仰角(Omega)及翻滚角(Kappa)；[0007]S2、将所采集到的图像按所述POS数据完成重构；[0008]S3、按所述POS数据完成重构后图像的拼接，从而实现待测区域地图的构建；[0009]S4、通过无人机进行地质兴趣点GPS数据或图像数据的采集；将所得的GPS数据或图像数据输入所构建的地图，即可在构建的地图上获取当前地质兴趣点的坐标；[0010]S5、根据地质地形图与大地坐标系的转换模型以及当前地质兴趣点的坐标，在地质地形图上进行地质兴趣点的标记。[0011]进一步地，所述步骤S2按图像的航向角(Phi)、俯仰角(Omega)及翻滚角(Kappa)完成图像的重构。[0012]进一步地，所述步骤S3按图像的纬度、经度、高程完成图像的拼接。[0013]进一步地，所述步骤S3中在大地坐标系内构建地图，在构建时，首先根据校正模型完成每张图片对应大地坐标的获取，然后完成拼接，地图上每个点的坐标均可获取。[0014]进一步地，所述步骤S4中，输入GPS数据时，直接在地图上进行当前地质兴趣点的标记，然后根据用户当前的GPS定位数据输出对应的导航轨迹，并将导航轨迹储存在对应的数据库内。

[0015]进一步地，所述步骤S4中，输入图像数据时，系统首先进行图像数据的POS数据挖掘，然后根据POS数据在地图上进行当前地质兴趣点的标记，然后根据用户当前的GPS定位数据输出对应的导航轨迹，并将导航轨迹储存在对应的数据库内。[0016]进一步地，所述无人机包括爬行机器人本体和无人机本体，爬行机器人上顶面设有用于卡接无人机悬架的电动夹持夹。[0017]进一步地，所述爬行机器人本体和无人机本体均内载三维姿态传感器和GPS定位模块，协同雷达探头实现自身的避障和越障，所述爬行机器人本体和无人机本体均搭载有双目视觉传感器，可以实现图像数据的实时回传，在两者连接在一起时，GPS定位模块和三

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维姿态模块只启动其中一个，在分开使用时，两者的GPS定位模块和三维姿态模块均需启动。

[0018]本发明具有以下有益效果：

[0019]可以实现地质兴趣点的快速定位，且定位精确度高。附图说明

[0020]图1为本发明实施例1的流程图[0021]图2为本发明实施例2的流程图。

具体实施方式

[0022]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。[0023]实施例1

[0024]一种适用于地质勘查的快速定位方法，包括如下步骤：[0025]S1、通过无人机实现待测区域图像的采集，每张图像均携带配套的POS数据，该POS数据至少包括纬度、经度、高程、航向角(Phi)、俯仰角(Omega)及翻滚角(Kappa)；[0026]S2、将所采集到的图像按图像的航向角(Phi)、俯仰角(0mega)及翻滚角(Kappa)完成图像的重构；[0027]S3、按图像的纬度、经度、高程完成重构后图像的拼接，从而实现待测区域地图的构建，在构建时，首先根据校正模型完成每张图片对应大地坐标的获取，然后完成拼接，地图上每个点的坐标均可获取；[0028]S4、通过无人机进行地质兴趣点GPS数据的采集；将所得的GPS数据输入所构建的地图，直接在地图上进行当前地质兴趣点的标记，然后根据用户当前的GPS定位数据输出对应的导航轨迹，并将导航轨迹储存在对应的数据库内；[0029]S5、根据地质地形图与大地坐标系的转换模型以及当前地质兴趣点的坐标，在地质地形图上进行地质兴趣点的标记。[0030]本实施例中，所述无人机的航线根据待检测区域的卫星地图数据构建，用户首先在卫星地图数据上圈定待检测区域，然后手动选择起始点，以所采集到的目标图像组必须全覆盖待检测区域为基准进行运动轨迹的规划，且相邻两个图像的边缘正好重叠(即避免图像存在重叠区域，使得相邻的图像正好可以拼接)为基准进行运动轨迹的规划，所述无人机包括爬行机器人本体和无人机本体，所述爬行机器人上顶面设有用于卡接无人机悬架的电动夹持夹，所述爬行机器人本体和无人机本体均内载三维姿态传感器和GPS定位模块，协同雷达探头实现自身的避障和越障，所述爬行机器人本体和无人机本体均搭载有双目视觉传感器，可以实现图像数据的实时回传，在两者连接在一起时，GPS定位模块和三维姿态模块只启动其中一个，在分开使用时，两者的GPS定位模块和三维姿态模块均需启动。[0031]实施例2

[0032]一种适用于地质勘查的快速定位方法，包括如下步骤：

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S1、通过无人机实现待测区域图像的采集，每张图像均携带配套的POS数据，该POS

数据至少包括纬度、经度、高程、航向角(Phi)、俯仰角(Omega)及翻滚角(Kappa)；[0034]S2、将所采集到的图像按图像的航向角(Phi)、俯仰角(Omega)及翻滚角(Kappa)完成图像的重构；[0035]S3、按图像的纬度、经度、高程完成重构后图像的拼接，从而实现待测区域地图的构建，在构建时，首先根据校正模型完成每张图片对应大地坐标的获取，然后完成拼接，地图上每个点的坐标均可获取；[0036]S4、通过无人机进行地质兴趣点图像数据的采集；系统首先进行图像数据的POS数据挖掘，然后根据POS数据在地图上进行当前地质兴趣点的标记，然后根据用户当前的GPS定位数据输出对应的导航轨迹，并将导航轨迹储存在对应的数据库内；[0037]S5、根据地质地形图与大地坐标系的转换模型以及当前地质兴趣点的坐标，在地质地形图上进行地质兴趣点的标记。[0038]本实施例中，所述无人机的航线根据待检测区域的卫星地图数据构建，用户首先在卫星地图数据上圈定待检测区域，然后手动选择起始点，以所采集到的目标图像组必须全覆盖待检测区域，且相邻两个图像的边缘正好重叠(即避免图像存在重叠区域，使得相邻的图像正好可以拼接)为基准进行运动轨迹的规划，所述无人机包括爬行机器人本体和无人机本体，所述爬行机器人上顶面设有用于卡接无人机悬架的电动夹持夹，所述爬行机器人本体和无人机本体均内载三维姿态传感器和GPS定位模块，协同雷达探头实现自身的避障和越障，所述爬行机器人本体和无人机本体均搭载有双目视觉传感器，可以实现图像数据的实时回传，在两者连接在一起时，GPS定位模块和三维姿态模块只启动其中一个，在分开使用时，两者的GPS定位模块和三维姿态模块均需启动。[0039]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

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图1

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图2

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