[發明專利]空中三角測量成圖方法、裝置、飛行器及計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202110332836.1
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113008206B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 王邦松;姚娜
• 申請（專利權）人: 深圳飛馬機器人科技有限公司
• 主分類號: G01C11/34
• 分類號: G01C11/34;G01C21/16
• 代理公司: 深圳博匯創新專利代理事務所(特殊普通合伙) 44648
• 代理人: 楊亞林;李倩竹

1.一種空中三角測量成圖方法，應用于飛行器，所述飛行器設置有相機和慣性測量單元，其特征在于，包括：

A：根據所述慣性測量單元的數據計算姿態值；

B：獲取所述相機所拍攝的第一組影像對應的第一位置信息和第一姿態信息，并根據所述第一姿態信息和所述姿態值計算所述慣性測量單元和所述相機之間的槍膛歸零角，其中該第一組影像對應的所述第一位置信息和所述第一姿態信息是經由對該第一組影像進行空中三角測量產生；

C：獲取所述相機拍攝的第二組影像對應的第二位置信息和第二姿態信息，并根據所述槍膛歸零角改正該第二組影像對應的所述第二姿態信息；

D：采集該第二組影像的覆蓋區域的地形數據，據以生成地形特征模型；以及

E：根據所述地形特征模型以及該第二組影像對應的所述第二位置信息和所述第二姿態信息糾正該第二組影像，并對該第二組影像進行拼圖處理以生成正射影像圖。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述慣性測量單元和所述相機固定連接于所述飛行器，所述步驟B包括：

B1：控制所述飛行器采集影像并對采集的影像進行空中三角測量處理，以獲取所述相機所拍攝的該第一組影像對應的第一位置信息和第一姿態信息；

B2：計算所述慣性測量單元的坐標系統和所述相機的坐標系統之間的旋轉變換矩陣；以及

B3：通過所述旋轉變換矩陣反向計算對應的所述槍膛歸零角。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C包括：

C1：控制所述飛行器獲取第二組影像，提取該第二組影像的特征并進行匹配；

C2：基于共線方程模型和AUS相機畸變模型，利用位置值和所述姿態值提供的外方位元素和已知的內方位元素，通過多視前方交會方法，利用最小二乘平差技術獲取地面稀疏三維點云；

C3：通過多視角反投影誤差約束方法，對地面三維點云進行濾波，以剔除異常視角和誤匹配點同名點；

C4：基于光束法平差算法，優化地面點和影像內外方位元素，其中優化時使用未知數分類優化的方法，先優化內參、再優化外參的線元素、而后優化外參的角元素進行分區捆綁優化平差；以及

C5：根據所述槍膛歸零角改正該第二組影像的姿態值。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟D包括：

D1：若采集到的該第二組影像的覆蓋區域的地形數據為紋理豐富的影像數據，在多視對極幾何約束的條件下，通過影像密集匹配的方法生成三維點云；以及

D2：基于密集匹配或激光Lidar掃描點云，進行濾波并規則格網化，以生成數字地表模型。

5.根據權利要求1所述的方法，所述飛行器還設置有定位單元，其特征在于，所述步驟A包括：

A1：使用相對后差分處理技術解算出所述相機的攝站點在拍照瞬間的位置值；以及

A2：使用GPS融合和慣性測量單元積分技術解算出所述相機的攝站點在拍照瞬間的所述姿態值。

6.一種空中三角測量成圖裝置，設置有相機和慣性測量單元，其特征在于，包括：

位姿計算模塊，用于根據所述慣性測量單元 的數據計算姿態值；

姿態改正模塊，用于獲取所述相機所拍攝的第一組影像對應的第一位置信息和第一姿態信息，并根據所述第一姿態信息和所述姿態值計算所述慣性測量單元和所述相機之間的槍膛歸零角，其中該第一組影像對應的所述第一位置信息和所述第一姿態信息是經由對該第一組影像進行空中三角測量產生；

位姿優化模塊，用于獲取所述相機拍攝的第二組影像對應的第二位置信息和第二姿態信息，并根據所述槍膛歸零角改正該第二組影像對應的所述第二姿態信息；

地形特征模型生成模塊，用于采集該第二組影像的覆蓋區域的地形數據，據以生成地形特征模型；以及

正射影像圖生成模塊，用于根據所述地形特征模型以及該第二組影像對應的所述第二位置信息和所述第二姿態信息糾正該第二組影像，并對該第二組影像進行拼圖處理以生成正射影像圖。

7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置為無人機。