[發(fā)明專利]用飛行器對坡體進(jìn)行近景攝影測量的航線規(guī)劃方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010416660.3
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN112308907A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王峰
• 申請（專利權(quán)）人: 王峰
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/13;G06T17/05;G06T17/20;G01C11/00
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司 62102
• 代理人: 張晉

本發(fā)明公開一種利用飛行器對傾斜地面進(jìn)行攝影測量時的航線規(guī)劃方法,這種方法是：首先導(dǎo)入被測區(qū)域點云模型，再根據(jù)導(dǎo)入的被測區(qū)域點云模型得到被測區(qū)域的三維邊界，輸入預(yù)先確定的分辨率GSD和包括傳感器分辨率(傳感器橫向像素數(shù)量P_X和傳感器縱向像素數(shù)量P_Y)、像元尺寸a及鏡頭焦距f的圖像采集設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)，以及預(yù)期采樣重疊度OverLap(百分?jǐn)?shù))，再依據(jù)公式得到的坡度和坡向設(shè)定飛行器的飛行參數(shù)。本發(fā)明可圓滿解決利用飛行器對傾斜地面進(jìn)行攝影測量的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用飛行器，特別是無人機，對傾斜地面進(jìn)行攝影測量時的航線規(guī)劃方法，特別是一種對坡體進(jìn)行近景攝影測量的航線規(guī)劃的方法，這里所述的坡體是指對被測區(qū)中與水平面傾斜或垂直位置的區(qū)域，例如邊坡、危巖體、滑坡體、礦坑、礦山等，以及其它復(fù)雜結(jié)構(gòu)體的近景攝影測量的采集航線規(guī)劃的方法。

背景技術(shù)

隨著近年來無人機在航空攝影測量行業(yè)中的應(yīng)用逐步廣泛，對精度的要求也越來越高。常規(guī)的無人機航測的航線規(guī)劃軟件或者方法主要針對平行于水平面或者平行于水平面上的一些物體進(jìn)行攝影采集，如2018111382370的中國發(fā)明專利申請公開的“一種無人機巡檢航路中航高參數(shù)的確定方法”，其技術(shù)方案是：事先依據(jù)所用的巡檢設(shè)備參數(shù)及精度要求預(yù)先確定出無人機理論飛行高度，同時事先導(dǎo)入與巡檢線路的經(jīng)緯度相融合的現(xiàn)場地形圖，得到巡檢線路內(nèi)各坐標(biāo)點的海拔高度值，沿航路方向按事先確定的距離進(jìn)行采樣得出各采樣點的高度值，依據(jù)巡檢區(qū)域內(nèi)各采樣點坐標(biāo)的海拔高度值與無人機理論高度之和確定出巡檢坐標(biāo)的航高參數(shù)。本發(fā)明的方法可以使其航高變化較為平緩，大大幅度地降低無人機飛行的升降頻率，同時可使飛行器的飛行軌跡與地形最大限度地吻合。但目前的解決方法中沒有針對立面(與水平面垂直或有一定夾角) 的精細(xì)航空攝影測量的航線規(guī)劃方法。然而現(xiàn)實中有這方面的需求，例如對建筑的精細(xì)建模、古建筑保護(hù)、壩體位移沉降或易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的立面松散地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測量或監(jiān)測。眾所周知，需要精細(xì)的航測采集，需要將采集設(shè)備仿照測繪面的走向、角度與結(jié)構(gòu)在保持相對恒定的距離的基礎(chǔ)上盡可能貼近測繪面

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種可解決現(xiàn)有技術(shù)無法解決的用飛行器對坡體進(jìn)行近景攝影測量的航線規(guī)劃方法。

本發(fā)明的航線規(guī)劃方法是：首先導(dǎo)入被測區(qū)域點云模型，這里所述的點云模型可以是任一種由固定采樣距離的點構(gòu)成的模型，即每個點都對應(yīng)真實的地理坐標(biāo)和高程，或是DSM或DEM的高程網(wǎng)格、實景模型，或是等高線模型及同時包含地理坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)的任一種模型，再根據(jù)導(dǎo)入的被測區(qū)域點云模型得到被測區(qū)域的三維邊界，輸入預(yù)先確定的分辨率GSD和包括傳感器分辨率(傳感器橫向像素數(shù)量P_X和傳感器縱向像素數(shù)量P_Y)、像元尺寸a及鏡頭焦距f的圖像采集設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)，以及預(yù)期采樣重疊度OverLap(百分?jǐn)?shù)),依據(jù)公式得到相對距離L_相對；依據(jù)公式L_H＝P_x×(1-OverLap)×GSD得到航向采集的L_H間隔距離，依據(jù)公式L_W＝P_Y×(1-OverLap)×GSD得到出旁向采集的間隔距離L_W，；選取查找測區(qū)點云模型中的某一確定點為坐標(biāo)原點，建立笛氏坐標(biāo)系，以航向采集間距作為采樣的長度單位延橫坐標(biāo)從原點向兩側(cè)延伸進(jìn)行標(biāo)記至點云外包的橫向邊緣；同理以旁向采集間距延縱坐標(biāo)從原點向兩側(cè)延伸進(jìn)行標(biāo)記至點云外包的橫向邊緣；以平行與橫縱坐標(biāo)軸的線連接在測區(qū)點云模型的外包范圍內(nèi)對所有的標(biāo)記完成對整個外包區(qū)域的網(wǎng)格化分割，提取每個分割網(wǎng)格所包含的點云數(shù)據(jù)，依據(jù)現(xiàn)有的各種可計算出坡度和坡向的公式得到相應(yīng)網(wǎng)格的坡度和坡向，根據(jù)所得到的坡度和坡向設(shè)定飛行器的飛行參數(shù)，可參見附圖1 給出的本發(fā)明運作的邏輯框圖。

優(yōu)選地，本發(fā)明的用飛行器對坡體進(jìn)行近景攝影測量的航線規(guī)劃方法是用公式和Aspect＝arctan(Slope_sn/Slope_we)來計算出坡向 Slope和坡度Aspcet。