[發(fā)明專利]航空攝影圖像拾取方法和航空攝影圖像拾取裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210161594.5
• 申請(qǐng)日: 2012-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN102840852A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大友文夫;大佛一毅;穴井哲治;大谷仁志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社拓普康
• 主分類號(hào): G01C11/00
• 分類號(hào): G01C11/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐紅燕;王忠忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通過小型無人航空運(yùn)輸工具（UAV）的航空攝影（aerial?photograph）圖像拾取方法和航空攝影圖像拾取裝置。

背景技術(shù)

在來自上空的攝影或來自上空的勘測(cè)（surveying）中，能夠獲得通過來自地面的攝影或地面上的勘測(cè)不能夠獲得的信息，并且攝影在禁止入內(nèi)（off-limit）的區(qū)域中是可能的，或者能夠獲得在其中勘測(cè)是困難的區(qū)域中的信息。另外，近年來，由于作為遠(yuǎn)程受控的例如小型飛機(jī)或小規(guī)模直升機(jī)等的小型飛行物體的性能中的改進(jìn)、遠(yuǎn)程控制技術(shù)中的改進(jìn)、以及另外在圖像拾取設(shè)備的性能中的改進(jìn)、微型化的促進(jìn)以及其他方面，圖像拾取設(shè)備能夠被安裝在小型飛行物體中。通過遠(yuǎn)程地控制飛行物體，能夠以無人的方式執(zhí)行來自上空的攝影。另外，飛行物體能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的飛行時(shí)刻表（flight?schedule）進(jìn)行自律的飛行。

在通過小型飛行物體執(zhí)行攝影的情況下，盡管期望主體是水平的，但是實(shí)際上主體是輕重量的，以及主體通常被風(fēng)沖走，或主體通常被傾斜。因此，在固定安裝的圖像拾取設(shè)備中，光軸取決于主體的狀態(tài)被傾斜，并且傾斜方向不固定。

在寬范圍中制備（prepare）圖像的情況下或在制備立體圖像的情況下，彼此相鄰的兩個(gè)圖像被重疊，在重疊部分中為所述兩個(gè)圖像共用的連接點(diǎn)（接合點(diǎn)（tie?point））被提取，并且基于該接合點(diǎn)，所述圖像被組合。然而，如上所描述的，當(dāng)在光軸被傾斜或傾斜角或傾斜方向不固定的狀態(tài)中取得的圖像被順序地彼此組合時(shí)，在廣泛范圍中結(jié)果得到的圖像被失真或彎曲，并且存在不能獲取正確的組合圖像的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供航空攝影圖像拾取方法和航空攝影圖像拾取裝置，其能夠利用簡(jiǎn)單的配置執(zhí)行精確的三維地形測(cè)量。

為了獲得上述目的，根據(jù)本發(fā)明的航空攝影圖像拾取方法包括使得包括GPS設(shè)備和用于向下取得圖像的圖像拾取設(shè)備的飛行物體蜿蜒曲折地飛行的步驟，在其中方向在蜿蜒曲折的飛行中被改變的每個(gè)頂點(diǎn)上取得圖像的步驟，從彼此相鄰的至少三個(gè)頂點(diǎn)取得的圖像的共同重疊部分中提取特征點(diǎn)的步驟，將所述圖像中的兩個(gè)頂點(diǎn)的兩個(gè)圖像確定作為一組并且由所述GPS設(shè)備為關(guān)于至少兩組的每組獲得所述兩個(gè)頂點(diǎn)的位置信息的步驟，基于位置信息和基于所述兩個(gè)圖像的所述特征點(diǎn)執(zhí)行對(duì)應(yīng)于所述特征點(diǎn)的測(cè)量點(diǎn)的攝影測(cè)量（photogrammetry）的步驟，以及當(dāng)所述測(cè)量點(diǎn)的勘測(cè)結(jié)果在至少所述兩組中彼此一致時(shí)將所述特征點(diǎn)確定作為用于圖像組合的接合點(diǎn)的步驟。

另外，在根據(jù)本發(fā)明的航空攝影圖像拾取方法中，從在一個(gè)頂點(diǎn)上取得的圖像中提取所述特征點(diǎn)，并且在所述特征點(diǎn)中執(zhí)行圖像跟蹤并且在下一頂點(diǎn)上取得的圖像中指定所述特征點(diǎn)。

另外，在根據(jù)本發(fā)明的航空攝影圖像拾取方法中，基于所述接合點(diǎn)和由所述GPS設(shè)備測(cè)量的所述三個(gè)頂點(diǎn)的三維坐標(biāo)，實(shí)施在所述三個(gè)頂點(diǎn)上取得的所述圖像的攝影位置計(jì)算和傾斜的定向計(jì)算的本地處理。

另外，根據(jù)本發(fā)明的航空攝影圖像拾取裝置包括飛行物體以及GPS設(shè)備、導(dǎo)航裝置、用于在所述飛行物體之下取得圖像的圖像拾取設(shè)備、圖像處理單元和在所述飛行物體中提供的主算術(shù)控制單元，并且在航空攝影圖像拾取裝置中所述主算術(shù)控制單元具有飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)，用于使所述飛行物體蜿蜒曲折地飛行，基于來自所述GPS設(shè)備的位置信息和所述飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)來制備飛行引導(dǎo)數(shù)據(jù)，基于所述飛行引導(dǎo)數(shù)據(jù)控制所述導(dǎo)航裝置以及使得所述飛行物體蜿蜒曲折地飛行并且所述圖像拾取設(shè)備在其中方向在蜿蜒曲折的飛行中被改變的每個(gè)頂點(diǎn)上取得圖像，以及所述圖像處理單元從彼此相鄰的至少三個(gè)頂點(diǎn)取得的圖像的共同重疊部分中提取特征點(diǎn)；以及所述主算術(shù)控制單元確定彼此相鄰的兩個(gè)圖像作為一組，基于所述特征點(diǎn)為關(guān)于至少兩組的每組執(zhí)行攝影測(cè)量，當(dāng)至少兩個(gè)勘測(cè)結(jié)果彼此一致時(shí)將所述特征點(diǎn)確定作為接合點(diǎn)，以及基于所述接合點(diǎn)和所述三個(gè)頂點(diǎn)的位置信息實(shí)施所述圖像的定向計(jì)算。