CN118604839B - 一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统，涉及激光雷达测绘技术领域。该基于无人机的机载激光雷达测绘系统，包括无人机机组、雷达测绘系统、中央控制终端、测绘数据存储库和模型建立模块；通过设置有雷达测绘系统，依据测绘信号数据集处理与数据库中的特征进行匹配，确立测绘区域内的特征内容，并通过数值数据集实现路径规划和反馈出特征位于立体空间中的状态，将特征内容与特征位于立体空间中的状态结合后进行反馈，从而依据测绘过程中采集到的数据进行比对得到转向的位置点，并实现S型的移动测绘操作，减少了无用数据的产生，并提高测绘完成的速率。

Description

一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统

技术领域

本发明涉及激光雷达测绘技术领域，具体为一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统。

背景技术

参考专利名称为：一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统（专利公开号：CN117031485A，专利公开日：2023-11-10），包括采集模块，采集模块电连接有处理模块，处理模块电连接有融合模块，融合模块电连接有显示模块，采集模块包括地面GPS采集模块以及机载采集模块，机载采集模块通过无人机作为负载平台，激光测距设备固定安装在无人机底部，对数据进行采集，地面GPS采集模块通过移动站及基站获取PPK-GPS定位数据，GPS基站静置在采集地的地面上，通过无人机与激光测距技术之间的配合，解决了人工测绘作业效率低下与基于航拍摄影技术的遥感式地形测绘精度差的问题，通过高精度GPS定位数据和激光测距数据，精准获取测绘地块地面测量点的三维坐标数据，方便工作人员进行使用。

基于上述文件的表述，现有的无人机的机载激光雷达在进行测绘的过程中，凭借人员的操控完成无人机测绘的控制操作，而操作的过程中，未能进行及时的转向和维持定高的采集，以至于采集的数据存在差异，亦或是造成采集的无用数据较多，影响后续的数据处理效率，为此，本发明提供了一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统，解决了现有的无人机的机载激光雷达在进行测绘的过程中，凭借人员的操控完成无人机测绘的控制操作，而操作的过程中，未能进行及时的转向和维持定高的采集，以至于采集的数据存在差异，亦或是造成采集的无用数据较多，影响后续的数据处理效率的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统，包括：

无人机机组，用于对测绘区域特征进行采集，并完成信号、数据的传输；

雷达测绘系统，接收采集的数据，并经过数据的处理得到关于无人机机组测绘路径的规划，并依据规划路径完成测绘操作，且具体包括：

数据采集模块，确定采集操作，将采集的数据进行归类形成测绘信号数据集和数值数据集；

测绘处理模块，依据测绘信号数据集处理与数据库中的特征进行匹配，确立测绘区域内的特征内容，并通过数值数据集实现路径规划和反馈出特征位于立体空间中的状态，将特征内容与特征位于立体空间中的状态结合后进行反馈；

数据反馈模块，将处理后的数据结果反馈至数据采集模块并按路径规划完成测绘，并反馈至中央控制终端进行控制建立区域的空间模型，同时反馈至测绘数据存储库进行存储；

中央控制终端，用于控制信号的接发，并实现数据的传输，且实现数据的展示；

测绘数据存储库，将采集的源数据、处理后的反馈数据和原始的测绘特征数据进行存储；

模型建立模块，依据测绘反馈出的数据，在等比例缩放后建立关于测绘区域的立体模型。

优选的，所述无人机机组包括无人机本体、激光雷达装置和测距传感器，且激光雷达装置和测距传感器均安装在无人机本体的底部，而激光雷达装置包含激光发射器、扫描镜、光电探测器和信号处理器，激光发射器用于发射激光束，扫描镜用于改变发射方向，光电探测器用于接收反射信号，信号处理器用于进行信号的收发。

优选的，所述数据采集模块的操作为：

A1、确定无人机本体的起飞底面的初始点标记为P₁，并设定自初始点P₁的起飞高度为h₁；

A2、维持高度h₁进行移动，并在每移动距离L₁时，进行悬空停留，并依靠测距传感器得到无人机本体所处平面与测绘区域特征所处平面的垂直距离数据汇总标记为H，且通过激光雷达装置进行信号采集，并通过调整激光发射方向确定对应的特征以及特征处于的高度；

A3、而后将采集的信号数据形成测绘信号数据集，并将采集的数值数据形成数值数据集。

优选的，所述测绘处理模块将数据与数据库中的特征进行匹配的操作为：

B1、对测绘信号数据集中的用于识别特征的反射信号进行比对，相同的反射信号只保留一个，不同的反射信号均保留；

B2、同时从测绘数据存储库中形成有代表区域特征的历史反射信号并汇集成历史区域特征数据集；

B3、将B1保留的信号数据子集与历史区域特征数据集进行识别匹配，根据相同的反射信号输出对应的区域特征内容，以此确立测绘区域内的特征内容。

优选的，所述测绘处理模块通过数值数据集实现路径规划的操作为：

C1、基于测绘区域所规划处的右前侧为无人机起飞的初始点，按照从前至后、从右至左的操作确定无人机的移动路径；

C2、而在从前至后的无人机移动过程中，依据激光发射器的发射后所包含的区域计算位于从前至后到从右至左转向操作的位置点；

C3、而在从右至左的无人机移动过程中，再次基于激光发射器的发射后所包含的区域计算位于从右至左到从后至前得到转向操作的位置点。

优选的，所述C2中计算位于从前至后到从右至左转向操作的位置点的操作为：

c21、按照A2的操作实现无人机本体按照从前至后的路径进行移动，且激光发射器的发射后所包含的区域后侧边沿越过测绘区域后边界时，即无人机本体实现从前至后到从右至左的转向操作；

c22、且从前至后到从右至左转向操作位置点的确定条件为：

M-L₁×n≤L₂×sinθ；

其中，M为测绘区域位于前后侧的垂直距离，L₁为无人机本体维持高度h₁下每次移动的距离，n表示为无人机本体位于前后侧方向移动的次数，而L₂是激光发射后位于后侧边界信号反馈的最大距离，且该距离L₂为激光发射处到后侧边界中心点的距离，sinθ为激光发射处到后侧边界中心点的线段与无人机所处位置夹角的正弦值，L₂×sinθ即为激光发射处到后侧边界的垂直距离，且满足位置点的确定条件后，无人机本体转向实现从右至左移动。

优选的，所述C3计算位于从右至左到从后至前得到转向操作位置点的操作为：

c31、在满足c22的条件时，将此次无人机本体移动路径作为初始阈值边界；

c32、按照A2的操作实现无人机本体按照从右至左的路径进行移动，且激光发射器的发射后所包含的区域右侧边沿越过阈值边界时，即无人机本体实现从右至左到从后至前的转向操作；

c33、且从右至左到从后至前转向操作位置点的确定条件为：

≤L₁×n≤N-L₃×sinα，且L₃×sinα≤；

或L₃×sinα≤L₁×n≤N ，且L₃×sinα＞；

其中，N为激光发射所覆盖的区域的左右侧垂直距离，L₁为无人机本体维持高度h₁下每次移动的距离，n表示为无人机本体位于左右侧方向移动的次数，而L₃是激光发射后位于右侧边界信号反馈的最大距离，且该距离L₃为激光发射处到右侧边界中心点的距离，sinα为激光发射处到右侧边界中心点的线段与无人机所处位置夹角的正弦值，L₃×sinα即为激光发射处到右侧边界的垂直距离，且满足位置点的确定条件后，无人机本体转向实现从后至前移动。

优选的，所述测绘处理模块通过数值数据集反馈出特征位于立体空间中的状态操作为：

D1、在根据无人机本体所确定的移动路径下，移动至任一处进行悬空停留时，并记录无人机本体的状态数据；

D2、此时根据无人机本体的激光发射角度以及信号反馈与测绘地域之间的距离进行测绘区域特征所在高度的计算；

D3、根据计算的结果与初始点P1进行比对，以此判定出测绘区域特征所处的高度起伏。

优选的，所述D2测绘区域特征所在高度的计算公式为：

H=L₄×cosβ；

其中，H为无人机本体所处平面与测绘区域特征所处平面的垂直距离，L₄为无人机本体激光发射处至激光所达到测绘区域特征的两点距离，cosβ为无人机本体激光发射处至激光所达到测绘区域特征线段与无人机本体所处垂直线上的余弦值，β为激光发射方向与无人机本体所处垂直线上的夹角并可进行调节。

优选的，所述模型建立模块完成测绘区域的立体模型建立的操作为：

E1、以测绘区域右边界为Y轴方向，测绘区域的前边界为X轴方向，而无人机起飞点P₁处为原点，且无人机竖直上升的方向为Z轴方向，建立形成立体模型的空间坐标轴；

E2、根据无人机本体维持高度h₁的操作下并按照规划路径进行移动，以每次悬空停留所测量的数值数据计算出位于左右侧方向的测绘区域特征所处空间高度，将对应的坐标依次引入至空间坐标轴中，得到关于测绘区域特征的立体模型点；

E3、将立体模型点按序依次连接形成覆盖曲面，从而形成关于测绘的立体模型。

本发明提供了一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统。与现有技术相比具备以下有益效果：

（1）、该基于无人机的机载激光雷达测绘系统，通过设置有雷达测绘系统，依据测绘信号数据集处理与数据库中的特征进行匹配，确立测绘区域内的特征内容，并通过数值数据集实现路径规划和反馈出特征位于立体空间中的状态，将特征内容与特征位于立体空间中的状态结合后进行反馈，从而依据测绘过程中采集到的数据进行比对得到转向的位置点，并实现S型的移动测绘操作，减少了无用数据的产生，并提高测绘完成的速率。

（2）、该基于无人机的机载激光雷达测绘系统，通过基于测绘区域所规划处的右前侧为无人机起飞的初始点，按照从前至后、从右至左的操作确定无人机的移动路径，依据激光发射器的发射后所包含的区域计算位于从前至后到从右至左转向操作的位置点，再次基于激光发射器的发射后所包含的区域计算位于从右至左到从后至前得到转向操作的位置点，从而可以实现无人机测绘操作的自动化处理，并按照路径进行移动，减少了无用数据的采集，并实现采集数据间保持联系，避免后续建立模型时出现相邻特征间出现空隙的问题。

（3）、该基于无人机的机载激光雷达测绘系统，通过根据无人机本体的激光发射角度以及信号反馈与测绘地域之间的距离进行测绘区域特征所在高度的计算，根据计算的结果与初始点P₁进行比对，以此判定出测绘区域特征所处的高度起伏，以此有效的根据测绘的数据建立关于测绘区域的立体模型，保障数据准确性的同时，提高测绘的效率。

附图说明

图1为本发明激光雷达测绘系统的原理框图；

图2为本发明路径规划的操作流程图；

图3为本发明特征空间高度状态的流程图；

图4为本发明模型建立模块的操作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4，本发明提供一种技术方案：一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统，包括：

无人机机组，用于对测绘区域特征进行采集，并完成信号、数据的传输；

雷达测绘系统，接收采集的数据，并经过数据的处理得到关于无人机机组测绘路径的规划，并依据规划路径完成测绘操作，且具体包括：

数据采集模块，确定采集操作，将采集的数据进行归类形成测绘信号数据集和数值数据集；

测绘处理模块，依据测绘信号数据集处理与数据库中的特征进行匹配，确立测绘区域内的特征内容，并通过数值数据集实现路径规划和反馈出特征位于立体空间中的状态，将特征内容与特征位于立体空间中的状态结合后进行反馈；

数据反馈模块，将处理后的数据结果反馈至数据采集模块并按路径规划完成测绘，并反馈至中央控制终端进行控制建立区域的空间模型，同时反馈至测绘数据存储库进行存储；

中央控制终端，用于控制信号的接发，并实现数据的传输，且实现数据的展示；

测绘数据存储库，将采集的源数据、处理后的反馈数据和原始的测绘特征数据进行存储；

模型建立模块，依据测绘反馈出的数据，在等比例缩放后建立关于测绘区域的立体模型。

其中，无人机机组为现有的采集设备，且用于完成进行激光发射后的信号接发，并与中央控制终端之间进行信号接发，同时采用本发明的机载激光雷达测绘系统后进行实施的数据传输操作，完成进行规划区域的测绘操作。

且通过设置有雷达测绘系统，依据测绘信号数据集处理与数据库中的特征进行匹配，确立测绘区域内的特征内容，并通过数值数据集实现路径规划和反馈出特征位于立体空间中的状态，将特征内容与特征位于立体空间中的状态结合后进行反馈，从而依据测绘过程中采集到的数据进行比对得到转向的位置点，并实现S型的移动测绘操作，减少了无用数据的产生，并提高测绘完成的速率。

本发明实施例中，无人机机组包括无人机本体、激光雷达装置和测距传感器，且激光雷达装置和测距传感器均安装在无人机本体的底部，而激光雷达装置包含激光发射器、扫描镜、光电探测器和信号处理器，激光发射器用于发射激光束，扫描镜用于改变发射方向，光电探测器用于接收反射信号，信号处理器用于进行信号的收发。

本发明实施例中，数据采集模块的操作为：

A1、确定无人机本体的起飞底面的初始点标记为P₁，并设定自初始点P₁的起飞高度为h₁；

A2、维持高度h₁进行移动，并在每移动距离L₁时，进行悬空停留，并依靠测距传感器得到无人机本体所处平面与测绘区域特征所处平面的垂直距离数据汇总标记为H，且通过激光雷达装置进行信号采集，并通过调整激光发射方向确定对应的特征以及特征处于的高度；

A3、而后将采集的信号数据形成测绘信号数据集，并将采集的数值数据形成数值数据集。

本发明实施例中，测绘处理模块将数据与数据库中的特征进行匹配的操作为：

B1、对测绘信号数据集中的用于识别特征的反射信号进行比对，相同的反射信号只保留一个，不同的反射信号均保留；

B2、同时从测绘数据存储库中形成有代表区域特征的历史反射信号并汇集成历史区域特征数据集；

B3、将B1保留的信号数据子集与历史区域特征数据集进行识别匹配，根据相同的反射信号输出对应的区域特征内容，以此确立测绘区域内的特征内容。

其中，对于反射信号相同的保留一个，因此在识别出该保留的反射信号所代表的区域特征后，与该反射信号相同的采集信号中均为匹配的区域特征，而不同的反射信号则代表不同的区域特征。

本发明实施例中，测绘处理模块通过数值数据集实现路径规划的操作为：

C1、基于测绘区域所规划处的右前侧为无人机起飞的初始点，按照从前至后、从右至左的操作确定无人机的移动路径；

C2、而在从前至后的无人机移动过程中，依据激光发射器的发射后所包含的区域计算位于从前至后到从右至左转向操作的位置点；

C3、而在从右至左的无人机移动过程中，再次基于激光发射器的发射后所包含的区域计算位于从右至左到从后至前得到转向操作的位置点。

本发明实施例中，C2中计算位于从前至后到从右至左转向操作的位置点的操作为：

c21、按照A2的操作实现无人机本体按照从前至后的路径进行移动，且激光发射器的发射后所包含的区域后侧边沿越过测绘区域后边界时，即无人机本体实现从前至后到从右至左的转向操作；

c22、且从前至后到从右至左转向操作位置点的确定条件为：

M-L₁×n≤L₂×sinθ；

其中，M为测绘区域位于前后侧的垂直距离，L₁为无人机本体维持高度h₁下每次移动的距离，n表示为无人机本体位于前后侧方向移动的次数，而L₂是激光发射后位于后侧边界信号反馈的最大距离，且该距离L₂为激光发射处到后侧边界中心点的距离，sinθ为激光发射处到后侧边界中心点的线段与无人机所处位置夹角的正弦值，L₂×sinθ即为激光发射处到后侧边界的垂直距离，且满足位置点的确定条件后，无人机本体转向实现从右至左移动。

满足上述条件是为了实现当下测绘时的范围后边界已经越过所需测绘区域的后边界，则测绘区域特征已经包含，可完成向左的转向操作。

本发明实施例中，C3计算位于从右至左到从后至前得到转向操作位置点的操作为：

c31、在满足c22的条件时，将此次无人机本体移动路径作为初始阈值边界；

c32、按照A2的操作实现无人机本体按照从右至左的路径进行移动，且激光发射器的发射后所包含的区域右侧边沿越过阈值边界时，即无人机本体实现从右至左到从后至前的转向操作；

c33、且从右至左到从后至前转向操作位置点的确定条件为：

≤L₁×n≤N-L₃×sinα，且L₃×sinα≤；

或L₃×sinα≤L₁×n≤N ，且L₃×sinα＞；

其中，N为激光发射所覆盖的区域的左右侧垂直距离，L₁为无人机本体维持高度h₁下每次移动的距离，n表示为无人机本体位于左右侧方向移动的次数，而L₃是激光发射后位于右侧边界信号反馈的最大距离，且该距离L₃为激光发射处到右侧边界中心点的距离，sinα为激光发射处到右侧边界中心点的线段与无人机所处位置夹角的正弦值，L₃×sinα即为激光发射处到右侧边界的垂直距离，且满足位置点的确定条件后，无人机本体转向实现从后至前移动。

满足上述条件是保障在横向移动后的无人机本体进行测绘时，由于特征的高度变化，所测绘时的范围产生变化，而移动时使得当下测绘时的范围右边界超过初始阈值边界，且不超过初始测绘时的范围左边界，即可进行从后至前的移动操作，为了保持两条前后侧采集的数据具有相同的特征，避免建模时存在空隙的问题。

其中，通过基于测绘区域所规划处的右前侧为无人机起飞的初始点，按照从前至后、从右至左的操作确定无人机的移动路径，依据激光发射器的发射后所包含的区域计算位于从前至后到从右至左转向操作的位置点，再次基于激光发射器的发射后所包含的区域计算位于从右至左到从后至前得到转向操作的位置点，从而可以实现无人机测绘操作的自动化处理，并按照路径进行移动，减少了无用数据的采集，并实现采集数据间保持联系，避免后续建立模型时出现相邻特征间出现空隙的问题。

本发明实施例中，测绘处理模块通过数值数据集反馈出特征位于立体空间中的状态操作为：

D1、在根据无人机本体所确定的移动路径下，移动至任一处进行悬空停留时，并记录无人机本体的状态数据；

D2、此时根据无人机本体的激光发射角度以及信号反馈与测绘地域之间的距离进行测绘区域特征所在高度的计算；

D3、根据计算的结果与初始点P₁进行比对，以此判定出测绘区域特征所处的高度起伏。

本发明实施例中，D2测绘区域特征所在高度的计算公式为：

H=L₄×cosβ；

其中，H为无人机本体所处平面与测绘区域特征所处平面的垂直距离，L₄为无人机本体激光发射处至激光所达到测绘区域特征的两点距离，cosβ为无人机本体激光发射处至激光所达到测绘区域特征线段与无人机本体所处垂直线上的余弦值，β为激光发射方向与无人机本体所处垂直线上的夹角并可进行调节。

本发明实施例中，模型建立模块完成测绘区域的立体模型建立的操作为：

E1、以测绘区域右边界为Y轴方向，测绘区域的前边界为X轴方向，而无人机起飞点P₁处为原点，且无人机竖直上升的方向为Z轴方向，建立形成立体模型的空间坐标轴；

E2、根据无人机本体维持高度h1的操作下并按照规划路径进行移动，以每次悬空停留所测量的数值数据计算出位于左右侧方向的测绘区域特征所处空间高度，将对应的坐标依次引入至空间坐标轴中，得到关于测绘区域特征的立体模型点；

E3、将立体模型点按序依次连接形成覆盖曲面，从而形成关于测绘的立体模型。

其中，通过根据无人机本体的激光发射角度以及信号反馈与测绘地域之间的距离进行测绘区域特征所在高度的计算，根据计算的结果与初始点P1进行比对，以此判定出测绘区域特征所处的高度起伏，以此有效的根据测绘的数据建立关于测绘区域的立体模型，保障数据准确性的同时，提高测绘的效率。

对比实验

将现有的无人机的机载激光雷达测绘系统和本发明无人机的机载激光雷达测绘系统针对于同一片已知地形特征的区域进行测绘，并将两者测绘所行走的路径、所花的时间、所测绘出的地形特征数据进行记录，根据现有的无人机的机载激光雷达测绘系统和本发明无人机的机载激光雷达测绘系统地形匹配的相似率和所用时间进行比对，如表1所示：

表1结果比对表

综上，通过采用本发明无人机的机载激光雷达测绘系统的应用在无人机进行测绘的操作中，测绘相同区域的用时较短，且最后形成的地域地形特征与实际情况更为匹配。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统，其特征在于：包括：

无人机机组，用于对测绘区域特征进行采集，并完成信号、数据的传输；

雷达测绘系统，接收采集的数据，并经过数据的处理得到关于无人机机组测绘路径的规划，并依据规划路径完成测绘操作，且具体包括：

数据采集模块，确定采集操作，将采集的数据进行归类形成测绘信号数据集和数值数据集；

测绘处理模块，依据测绘信号数据集处理与数据库中的特征进行匹配，确立测绘区域内特征内容，并通过数值数据集实现路径规划和反馈出特征位于立体空间中的状态，将特征内容与特征位于立体空间中的状态结合后反馈；

数据反馈模块，将处理后的数据结果反馈至数据采集模块并按路径规划完成测绘，并反馈至中央控制终端进行控制建立区域的空间模型，同时反馈至测绘数据存储库进行存储；

中央控制终端，用于控制信号的接发和数据的传输，且实现数据的展示；

测绘数据存储库，将采集的源数据、处理后的反馈数据和原始的测绘特征数据进行存储；

模型建立模块，依据测绘反馈出的数据，在等比例缩放后建立关于测绘区域的立体模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统，其特征在于：所述无人机机组包括无人机本体、激光雷达装置和测距传感器，且激光雷达装置和测距传感器均安装在无人机本体的底部，而激光雷达装置包含激光发射器、扫描镜、光电探测器和信号处理器，激光发射器用于发射激光束，扫描镜用于改变发射方向，光电探测器用于接收反射信号，信号处理器用于进行信号的收发。

3.根据权利要求2所述的一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统，其特征在于：所述数据采集模块的操作为：

A1、确定无人机本体的起飞底面的初始点标记为P₁，并设定自初始点P₁的起飞高度为h₁；

A2、维持高度h₁进行移动，并在每移动距离L₁时，进行悬空停留，并依靠测距传感器得到无人机本体所处平面与测绘区域特征所处平面的垂直距离数据汇总标记为H，且通过激光雷达装置进行信号采集，并通过调整激光发射方向确定对应的特征以及特征处于的高度；

A3、而后将采集的信号数据形成测绘信号数据集，并将采集的数值数据形成数值数据集。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统，其特征在于：所述测绘处理模块将数据与数据库中的特征进行匹配的操作为：

B1、对测绘信号数据集中的用于识别特征的反射信号进行比对，相同的反射信号只保留一个，不同的反射信号均保留；

B2、同时从测绘数据存储库中形成有代表区域特征的历史反射信号并汇集成历史区域特征数据集；

B3、将B1保留的信号数据子集与历史区域特征数据集进行识别匹配，根据相同的反射信号输出对应的区域特征内容，以此确立测绘区域内的特征内容。

5.根据权利要求3所述的一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统，其特征在于：所述测绘处理模块通过数值数据集实现路径规划的操作为：

C1、基于测绘区域所规划处的右前侧为无人机起飞的初始点，按照从前至后、从右至左的操作确定无人机的移动路径；

C2、而在从前至后的无人机移动过程中，依据激光发射器的发射后所包含的区域计算位于从前至后到从右至左转向操作的位置点；

C3、而在从右至左的无人机移动过程中，再次基于激光发射器的发射后所包含的区域计算位于从右至左到从后至前得到转向操作的位置点。

6.根据权利要求5所述的一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统，其特征在于：所述C2中计算位于从前至后到从右至左转向操作的位置点的操作为：

c21、按照A2的操作实现无人机本体按照从前至后的路径进行移动，且激光发射器的发射后所包含的区域后侧边沿越过测绘区域后边界时，即无人机本体实现从前至后到从右至左的转向操作；

c22、且从前至后到从右至左转向操作位置点的确定条件为：

M-L₁×n≤L₂×sinθ；

其中，M为测绘区域位于前后侧的垂直距离，L₁为无人机本体维持高度h₁下每次移动的距离，n表示为无人机本体位于前后侧方向移动的次数，而L₂是激光发射后位于后侧边界信号反馈的最大距离，且该距离L₂为激光发射处到后侧边界中心点的距离，sinθ为激光发射处到后侧边界中心点的线段与无人机所处位置夹角的正弦值，L₂×sinθ即为激光发射处到后侧边界的垂直距离，且满足位置点的确定条件后，无人机本体转向实现从右至左移动。

7.根据权利要求6所述的一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统，其特征在于：所述C3计算位于从右至左到从后至前得到转向操作位置点的操作为：

c31、在满足c22的条件时，将此次无人机本体移动路径作为初始阈值边界；

c32、按照A2的操作实现无人机本体按照从右至左的路径进行移动，且激光发射器的发射后所包含的区域右侧边沿越过阈值边界时，即无人机本体实现从右至左到从后至前的转向操作；

c33、且从右至左到从后至前转向操作位置点的确定条件为：

≤L₁×n≤N-L₃×sinα，且L₃×sinα≤；

或L₃×sinα≤L₁×n≤N ，且L₃×sinα＞；

其中，N为激光发射所覆盖的区域的左右侧垂直距离，L₁为无人机本体维持高度h₁下每次移动的距离，n表示为无人机本体位于左右侧方向移动的次数，而L₃是激光发射后位于右侧边界信号反馈的最大距离，且该距离L₃为激光发射处到右侧边界中心点的距离，sinα为激光发射处到右侧边界中心点的线段与无人机所处位置夹角的正弦值，L₃×sinα即为激光发射处到右侧边界的垂直距离，且满足位置点的确定条件后，无人机本体转向实现从后至前移动。

8.根据权利要求3所述的一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统，其特征在于：所述测绘处理模块通过数值数据集反馈出特征位于立体空间中的状态操作为：

D1、在根据无人机本体所确定的移动路径下，移动至任一处进行悬空停留时，并记录无人机本体的状态数据；

D2、此时根据无人机本体的激光发射角度以及信号反馈与测绘地域之间的距离进行测绘区域特征所在高度的计算；

D3、根据计算的结果与初始点P1进行比对，以此判定出测绘区域特征所处的高度起伏。

9.根据权利要求8所述的一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统，其特征在于：所述D2测绘区域特征所在高度的计算公式为：

H=L₄×cosβ；

其中，H为无人机本体所处平面与测绘区域特征所处平面的垂直距离，L₄为无人机本体激光发射处至激光所达到测绘区域特征的两点距离，cosβ为无人机本体激光发射处至激光所达到测绘区域特征线段与无人机本体所处垂直线上的余弦值，β为激光发射方向与无人机本体所处垂直线上的夹角并可进行调节。

10.根据权利要求3所述的一种基于无人机的机载激光雷达测绘系统，其特征在于：所述模型建立模块完成测绘区域的立体模型建立的操作为：

E1、以测绘区域右边界为Y轴方向，测绘区域的前边界为X轴方向，而无人机起飞点P₁处为原点，且无人机竖直上升的方向为Z轴方向，建立形成立体模型的空间坐标轴；

E2、根据无人机本体维持高度h₁的操作下并按照规划路径进行移动，以每次悬空停留所测量的数值数据计算出位于左右侧方向的测绘区域特征所处空间高度，将对应的坐标依次引入至空间坐标轴中，得到关于测绘区域特征的立体模型点；

E3、将立体模型点按序依次连接形成覆盖曲面，从而形成关于测绘的立体模型。