1.一种基于激光测距的溶洞形态探测方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:接收坐标系建立命令,建立坐标系,以无人机上两个激光测距仪的中点为原点,两个激光测距仪左右对称设置,以原点的竖直向上方向为Z轴,以无人机的机头方向为X轴,根据Z轴和X轴确定Y轴;
通过无人机上安装的摄像头得到溶洞图像;
接收无人机移动指令,以使得无人机移动一段距离后暂停,得到移动路线,根据移动路线确定此时两个激光测距仪的中点的坐标,确定两个激光测距仪的坐标;
接收测距指令,激光测距仪开启,测距仪驱动机构使得激光测距仪进行摆动,获得摆动角和测距距离,根据激光测距仪的坐标、摆动角和测距距离确定溶洞墙壁点坐标;
重复所述接收无人机移动指令和接收测距指令这两个步骤,得到若干个溶洞墙壁点坐标,根据溶洞墙壁点坐标确定溶洞形态;
所述得到移动路线,根据移动路线确定此时两个激光测距仪的中点的坐标,确定两个激光测距仪的坐标的步骤,具体包括:通过无人机移动指令得到移动路线,根据移动路线确定此时两个激光测距仪的中点的坐标;
通过无人机上安装的磁罗盘确定无人机的朝向;
调取两个激光测距仪之间的距离,根据两个激光测距仪的中点的坐标、无人机的朝向以及两个激光测距仪之间的距离确定两个激光测距仪的坐标;
所述测距仪驱动机构使得激光测距仪进行摆动,获得摆动角和测距距离的步骤,具体包括:计算当前的摆动角,发射激光,接收到反射激光后,确定测距距离;
测距仪驱动机构使得激光测距仪摆动一定的角度后,计算当前的摆动角,发射激光,接收到反射激光后,确定测距距离;
重复上一个步骤,直到激光测距仪的摆动行程全部完成,获得若干个测距距离,每个测距距离对应有摆动角;
所述根据溶洞墙壁点坐标确定溶洞形态的步骤,具体包括:根据每次无人机移动得到的溶洞墙壁点对溶洞墙壁点坐标进行分组;
使用样条曲线对每一组中的溶洞墙壁点坐标进行拟合得到若干个闭合曲线;
所述使用样条曲线对每一组中的溶洞墙壁点坐标进行拟合得到若干个闭合曲线的步骤,还包括:根据溶洞墙壁点坐标对应的摆动角对溶洞墙壁点坐标进行二次分组;
使用样条曲线对每一组中的溶洞墙壁点坐标进行拟合得到若干个长条曲线,若干个长条曲线与若干个闭合曲线形成曲线网面,曲线网面能够反映溶洞形态。
2.一种基于激光测距的溶洞形态探测系统,其特征在于,所述系统包括:坐标系建立模块,用于接收坐标系建立命令,建立坐标系,以无人机上两个激光测距仪的中点为原点,两个激光测距仪左右对称设置,以原点的竖直向上方向为Z轴,以无人机的机头方向为X轴,根据Z轴和X轴确定Y轴;
溶洞图像获取模块,用于通过无人机上安装的摄像头得到溶洞图像;
移动指令接收模块,用于接收无人机移动指令,以使得无人机移动一段距离后暂停,得到移动路线,根据移动路线确定此时两个激光测距仪的中点的坐标,确定两个激光测距仪的坐标;
测距指令接收模块,用于接收测距指令,激光测距仪开启,测距仪驱动机构使得激光测距仪进行摆动,获得摆动角和测距距离,根据激光测距仪的坐标、摆动角和测距距离确定溶洞墙壁点坐标;
溶洞形态确定模块,用于重复所述接收无人机移动指令和接收测距指令这两个步骤,得到若干个溶洞墙壁点坐标,根据溶洞墙壁点坐标确定溶洞形态;
所述移动指令接收模块包括:
中点坐标确定单元,用于通过无人机移动指令得到移动路线,根据移动路线确定此时两个激光测距仪的中点的坐标;
无人机朝向单元,用于通过无人机上安装的磁罗盘确定无人机的朝向;
测距仪坐标单元,用于调取两个激光测距仪之间的距离,根据两个激光测距仪的中点的坐标、无人机的朝向以及两个激光测距仪之间的距离确定两个激光测距仪的坐标;
所述测距指令接收模块包括:
初始测距单元,用于计算当前的摆动角,发射激光,接收到反射激光后,确定测距距离;
摆动测距单元,用于测距仪驱动机构使得激光测距仪摆动一定的角度后,计算当前的摆动角,发射激光,接收到反射激光后,确定测距距离;
测距距离获取单元,重复上一个步骤,直到激光测距仪的摆动行程全部完成,获得若干个测距距离,每个测距距离对应有摆动角;
所述溶洞形态确定模块包括:
一次分组单元,用于根据每次无人机移动得到的溶洞墙壁点对溶洞墙壁点坐标进行分组;
闭合曲线单元,用于使用样条曲线对每一组中的溶洞墙壁点坐标进行拟合得到若干个闭合曲线;
所述溶洞形态确定模块还包括:
二次分组单元,用于根据溶洞墙壁点坐标对应的摆动角对溶洞墙壁点坐标进行二次分组;
曲线网面单元,用于使用样条曲线对每一组中的溶洞墙壁点坐标进行拟合得到若干个长条曲线,若干个长条曲线与若干个闭合曲线形成曲线网面,曲线网面能够反映溶洞形态。