[發明專利]一種基于飛行器的云層高度測量系統及云層高度測量方法

有效

• 申請號: 201310452951.8
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103453882A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 王敏;周樹道;陳曉穎;黃峰;劉志華;劉鳳;徐四林;文滋木;曹瑞明
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍理工大學
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種基于飛行器的云層高度測量系統，包括空中測量裝置和地面控制裝置，其特征在于：所述空中測量裝置包括飛行器、以及設置在飛行器上的第一控制模塊、定位模塊、機上通訊模塊、圖像拍攝裝置；其中，定位模塊、機上通訊模塊和圖像拍攝裝置分別與第一控制模塊相連接，圖像拍攝裝置以拍攝方向垂直向上地設置在飛行器表面；所述地面控制模塊包括第二控制模塊、以及分別與第二控制模塊相連接的地面通訊模塊、信息輸出裝置；空中測量裝置和地面控制裝置之間通過機上通訊模塊、地面通訊模塊進行相互通信。

2.根據權利要求1所述一種基于飛行器的云層高度測量系統，其特征在于：所述圖像拍攝裝置為全景圖像拍攝裝置。

3.根據權利要求1所述一種基于飛行器的云層高度測量系統，其特征在于：所述第一控制模塊和第二控制模塊為AT91SAM9G45處理器。

4.根據權利要求1所述一種基于飛行器的云層高度測量系統，其特征在于：所述飛行器為無人機。

5.一種基于權利要求1至4中任意一項所述基于飛行器的云層高度測量系統的云層高度測量方法，其特征在于，包括云頂高度測量或云底高度測量，包括如下步驟：

步驟001.所述圖像拍攝裝置在云層之上或者云層之下，基于同一高度的不同位置，以垂直拍攝角度，拍攝兩張尺寸相同、且重合度大于零的云層圖像，并獲取圖像拍攝裝置兩次拍攝位置之間的距離d，以及圖像拍攝裝置拍攝時的高度h_拍攝；

步驟002.針對兩張云層圖像的重合區域，至少獲得一個云層點分別位于兩張云層圖像中的位置；

步驟003.將兩張云層圖像沿圖像邊緣為基準進行重合，獲取步驟002中其中一個云層點分別位于兩張云層圖像中的位置之間的距離l₁；

步驟004.根據圖像拍攝裝置的焦距f和獲得拍攝時，云層面向圖像拍攝裝置的一面與圖像拍攝裝置之間的垂直高度h_{拍攝-云層}；

步驟005.當拍攝時，圖像拍攝裝置位于云層之上，根據H_頂=h_拍攝-h_{拍攝-云層}獲得云層頂部高度H_頂；當拍攝時，圖像拍攝裝置位于云層之下，根據H_底=h_拍攝+h_{拍攝-云層}獲得云層底部高度H_底。

6.根據權利要求5所述一種云層高度測量方法，其特征在于：所述步驟001中，所述圖像拍攝裝置在云層之上或者云層之下，基于同一高度的不同位置，以垂直拍攝角度，拍攝兩張尺寸相同、重合度大于零、且包含經緯度信息的云層圖像；

步驟002.針對兩張包含經緯度信息的云層圖像的重合區域，根據經緯度信息，至少獲得一個云層點分別位于兩張云層圖像中的位置。