摘要: 随着信息化的发展，地理测绘的方式也发生了诸多的变化，传统的数字化测图技术方法普遍存在效率偏低,并且成本较高,还受到客观条件的影响,如天气、地形等因素的问题。针对现状提出一种用于地理测绘的相机远程触发系统，该相机远程触发系统以自动化、智能化、实时化、高效化的特点应用于地理测绘中，极大的减少了人力成本。本文围绕系统的具体内容、工作原理、具体实施过程、应用五方面展开了论述，阐述了本系统的优越性，应用的广泛性。
关键词:地理测绘 系统的架构 系统的优势
一、地理测绘的相机远程触发系统的具体内容
1.1系统原理
该系统的基本原理是：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。
1.2系统的组成及功能
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。
三、地理测绘的相机远程触发系统的具体实施过程
3.1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。
3.2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_t定义输出端口电平状态、定义嵌入式计算机USB输出端口、MAVLINK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unint16_t定义照相设备ISO、MAV_Int16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100Hz，将MAVLINK信息传输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。
3.3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。
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3.4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。
四、地理测绘的相机远程触发系统的优点及应用
4.1该系统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。由于该研究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。该研究产品结构紧凑，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。该研究产品结构简单、可靠性强、低功耗、节省成本。采用本研究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。
4.2系统的应用
进行多种地形勘测过程中，该系统的实际利用，能够保证有关参数的精准程度。所以，野外勘测工作当中，一旦地形复杂，面积广阔，该系统大幅度降低勘测人员的工作量，降低工作难度，从而有效的将工作效率提升。从而，野外勘测工作当中要将系统合理科学使用，能够促使勘测步骤得到进一步优化，从而将此技术广泛在野外工作领域当中推广利用。 伴随着我国科学技术水平的高速进步发展，准确的数据信息，为城市建设发展带来极大的便利。比如，道路工程当中，定位系统可以将道路工程对勘测技术的高要求充分满足，传统的测量方式并不完善，存在很多问题，所以慢慢的被高技术水平、高精度的定位系统所取代。实践证明，系统达到常规技术所无法企及的高度，具备非常显著的社会经济效益。这个技术不但将我们的生活质量提升，还对促进城市建设发展，有着非常广泛的应用前途。系统过程中，应用系统不是单纯的用在测量控制点上面，还能够使用到其他不同行业领域当中，包含对环境、气象信息的监测以及运动物体的定位等。测绘技术测量精准度高，广泛的使用于天文台以及通信基站当中，利用提供时间数据在电信基站当中充当着不可替代的角色。生活和工作当中利用该技术可以带来非常大的方便， 就可以利用该系统技术应用在城市的 GIS 当中，达到方便快捷的效果地。总之，根据地理测绘的相机远程触发系统的优点，为人们生产生活带来非常多的便利，同时带动社会进步发展，相信在未来更多的行业当中 该系统有更加广阔的发展空间。
4.3应用实例分析
近年来随着无人机的发展，搭载相机远程触发系统的无人机广泛应用于地理测绘，就大疆4pro小型无人而言其搭载了先进的GPS导航，专业的相机，相配合的地面系统软件， 测绘时通过无人机低空摄影获取高清晰影像数据生成三维点云模型，实现了地理信息快速获取。效率高成本低，数据准确而且搭载系统的大疆无人机操作灵活，满足了不同行业对测绘的需求，大大减轻了测绘人员的工作量，为整个测绘行业带来了新革命。
在测绘时生成固定的任务区域，自动规划形成了测绘航线，用于对地形图的航片拍摄，飞行方式采取点状飞行，对每个航线点都可以设置飞行飞过时的高度，此时的飞行速度等固定参数，随着无人机行业的发展，配套技术逐渐成熟，无人机的测绘必定会成为测绘的主力。
五、结语
5.1面对社会经济发展和建设活动的日益频繁，地形图更新速度的不断提高。本文在利用地理测绘系统的基础上，克服传统技术的不足,提出了适应现阶段的地理测绘的相机远程触发系统,具有难以超越的优势。
5.2通过分析该地理测绘相机远程触发系统的特点和优势，给出了系统体系架构及功能组成，对架构进行了具体的分析及详细的描述，重点介绍了系统的组成和运行数据。
参考文献:
[1]张剑清，潘励，王树根.摄影测量学[M].武汉大学出版社,2009.
[2]张祖勋，张剑清.数字 摄影测量学[M].武汉测绘科技大学出版社,1996.
[3]张小涛.无人机航拍数字化测图应用[D].武汉大学.武汉大学测绘学院.2011
论文作者:王鹏,王逸帆,时满红
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/23
标签：系统论文; 所述论文; 无人机论文; 模块论文; 嵌入式论文; 计算机论文; 地理论文; 《防护工程》2019年第3期论文;