[發明專利]一種針對便攜式無人機無控制點測圖相對精度的檢測方法

有效

• 申請號: 202011432459.0
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112556725B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 李雪;李冀;熊晶;熊保頌;張朝陽
• 申請（專利權）人: 湖北省地震局（中國地震局地震研究所）
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C11/34;G01B7/004;G01S19/14
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務所(普通合伙) 42247
• 代理人: 陳凱

本發明提出了一種針對便攜式無人機無控制點測圖相對精度的檢測方法，可對未裝備差分GPS的便攜式無人機的相對測量精度進行檢測；可篩選出相對距離測量誤差具有一致性和單調性的便攜式無人機系統；可對便攜式無人機系統的相對距離測量誤差進行定量評估，給出不同測量距離下的測量誤差參考范圍；可根據相對距離測量誤差范圍評估便攜式無人機系統在無控制點情況下測量的有效性。

技術領域

本發明涉及遙感科學技術中無人機航測測圖精度評估方法領域，尤其涉及一種針對便攜式無人機無控制點測圖相對精度的檢測方法。

背景技術

無人機遙感是近年來新興發展起來的低空攝影測量技術，被廣泛應用于環境、農業、工程、災害、地質、軍事等領域。無人機影像的測量精度可分為絕對精度和相對精度。絕對精度是指影像對象的三維空間坐標精度。相對精度是指影像對象間的相對位置精度。一般情況下，影像的絕對精度高，則相對精度也高。當前提高無人機測量精度的方法主要有鏡頭校正法、差分法和控制點糾正法。鏡頭校正是在特定的檢校場內對無人機相機鏡頭的內外方位元素進行測定，根據測量值對成像影像進行幾何糾正，消除因鏡頭畸變導致的影像測量誤差。差分法是在無人機硬件設備上增加差分GPS，通過RTK或PPK技術獲取高精度的無人機姿態信息，提高解算影像的測量精度。控制點糾正法是通過布設足夠的地面控制點，并實地測量控制點坐標后對無人機生成的影像進行糾正，提高影像的測量精度。

然而當前便攜式無人機航測應用中還存在以下問題：1)絕大多數便攜式無人機采用的相機均為非量測相機，相機成像參數不穩定，鏡頭校正對提高航測精度的作用不明顯。2)增加的差分GPS會導致便攜式無人機的體積增大，成本增加，便捷性降低。當前仍然有大量不具備差分能力的便攜式無人機被廣泛應用于不同領域的測量中。3)每次任務均布設地面控制點會增加測量工作量，降低測量效率。在復雜地形環境難以布設足夠或無法布設控制點的情況下，便攜式無人機的測圖精度難以確定。各行業對無人機測圖的需求正與日俱增，無人機測圖的便捷性越來越受到重視。一方面要確保無人機測圖精度能滿足行業應用需求，另一方面希望無人機測圖方法和實際操作盡可能簡單(比如免地面控制點)。因此，如何檢測無控制點情況下便攜式無人機的測圖相對精度是當前急需解決的技術難題，對當前的無人機行業應用具有重要意義。為解決上述問題，本發明提供了一種針對便攜式無人機無控制點測圖相對精度的檢測方法，能夠對當前不具備差分GPS的便攜式無人機成像系統進行相對距離測量誤差估算，方便不同應用領域根據測量精度要求選擇合適的便攜式無人機航測系統開展免地面控制點的航測應用。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種針對便攜式無人機無控制點測圖相對精度的檢測方法，能夠對當前不具備差分GPS的便攜式無人機成像系統進行相對距離測量誤差估算，方便不同應用領域根據測量精度要求選擇合適的便攜式無人機航測系統開展免地面控制點的航測應用。

本發明的技術方案是這樣實現的：本發明提供了一種針對便攜式無人機無控制點測圖相對精度的檢測方法，包括以下步驟：

S1、選擇場地布設n個控制點，采用高精度GPS量取每個控制點的實際坐標，采用便攜式無人機對布設控制點區域進行正射航拍，利用空三處理軟件對航拍照片進行無控制點空中三角測量，生成正射影像，量取正射影像上各控制點圖案的影像坐標；重復S1獲得若干個不同便攜式無人系統的測量數據；

S2、計算每個便攜式無人系統中兩兩控制點之間的真實距離和影像距離之間的水平距離差和三維距離差；

S3、對每個便攜式無人系統中n個控制點的個控制點點對的水平距離差按其真實距離進行散點投影和線性擬合，獲得若干個便攜式無人系統的線性擬合公式和相關系數，根據誤差分布模式篩選出具有一致性和單調性的便攜式無人機系統進行精度評定；

S4、將具有一致性和單調性誤差分布模式的測量數據組成二維數組，按真實水平距離遞增方式進行排序，并以固定間隔分組，計算每組的誤差均值和標準差，將誤差均值標記為M_k，將標準差標記為σ_k；