[發明專利]基于運動與結構重建的無人機測繪方法

在審

• 申請號: 201911342979.X
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111006645A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 宋娟;董麗;劉培學;張玉良;劉紀新;姜寶華;曹愛霞;邵瑞影;劉娜;李華光;曾實現;楊曉白
• 申請（專利權）人: 青島黃海學院
• 主分類號: G01C11/06
• 分類號: G01C11/06;G06T7/80
• 代理公司: 濟南知來知識產權代理事務所(普通合伙) 37276
• 代理人: 崔靜

1.基于運動與結構重建的無人機測繪方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，采用無人機進行圖像采集，將飛行計劃加載到無人機中，無人機執行兩次攝像軸不同的飛行，飛行的攝像軸分別為水平方向和軸下傾斜45度；

步驟2，對采集的圖像進行圖像處理，具體處理過程如下：

2.1，計算初步的3D模型，其結果包括初始相機標定參數，對應每幅圖像的相機相對位置和朝向，以及稀疏點云的3D相對坐標；

2.2，實現點云的致密化，并得到比2.1更詳細的3D模型，利用測得的地面控制點和控制點坐標作為點云的地理坐標參考；

2.3，以特定網格大小生成網格DSM，并以預先選擇的分辨率輸出正射影像；

步驟3，從垂直平面和與目標區域任意點的擬合平面相垂直的平面所生成的原始點云中生成等高線和橫斷面；

步驟4，對控制點坐標進行評價。

2.如權利要求1所述的基于運動與結構重建的無人機測繪方法，其特征在于，步驟1中，水平攝影軸的飛行包括不同高度處的4次長度為150m的飛行，圖像之間的重疊率分別為90％和60％；軸下傾斜45度的飛行中包括2次長度為150m的飛行，圖像分辨率為調整為4240×2832像素，地面采樣間距為1.86cm。

3.如權利要求1所述的基于運動與結構重建的無人機測繪方法，其特征在于，步驟2.1中計算的初步的3D模型，包括初始相機標定參數，對應每幅圖像的相機相對位置和朝向，以及稀疏點云的3D相對坐標。

4.如權利要求1所述的基于運動與結構重建的無人機測繪方法，其特征在于，步驟2.3中，使用5個測量點作為地面控制點，其他18個點作為控制點。

5.如權利要求1所述的基于運動與結構重建的無人機測繪方法，其特征在于，步驟2中，設定了三個不同的攝影測量計劃：

使用水平軸方向拍攝的72幅圖像；

使用45°傾斜軸拍攝的36幅圖像；

合并所有水平和傾斜軸的108幅圖像；

將平面調整到邊坡表面并用于投影，以建立正射影像，通過對步驟2得到的地形點云進行擬合，以確定該平面。

6.如權利要求1所述的基于運動與結構重建的無人機測繪方法，其特征在于，步驟4中，對于每個控制點，將攝影測量過程生成的密集點云的四個最近點的內插點坐標與控制點測量坐標相比較，對東、北和高三個方向進行精度評價，分別得到RMSE_X、RMSE_Y和RMSE_Z精度度量：RMSE_X如式(1)，RMSE_Y如式(2)，RMSE_Z如式(3)，

其中，n表示控制點數量，X_si、Y_si和Z_si分別表示全站儀測量的第i個控制點的X、Y和Z坐標，X_ci、Y_ci和Z_ci分別表示來自點云的內插點的X、Y和Z坐標。