CN112902928A - 一种无人机航摄测量方法及其*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机航摄测量方法及其***，涉及无人机航摄测量技术领域；为了解决保证无人机航拍效果的问题；具体包括以下步骤，场地测量确定：抵达现场，识别测量区域范围，并对测量区域卫星图进行分析，判断天气条件：对测量天气进行观察，选择多云天气或者高亮度的阴天，且光照不好应增加曝光时间，iso数值低代表成像质量好，同时测定现场风速，地面四级风及其以下适宜，逆风出，顺风回，温度0℃‑40℃，温度过高或过低影响电池稳定性及相机精度，并记录当天风速、天气、起降坐标等信息。本发明可以得到分辨率较高的影像，基本不会受到云层的干扰，同时自由掌控与地面形成的高度，得到的影像资料更为详尽且高分辨率。
Description
技术领域
本发明涉及无人机航摄测量技术领域，尤其涉及一种无人机航摄测量方法及其***。
背景技术
随着无人机航测技术的蓬勃发展，一定程度取代了时效性差、成本高的常规航空摄影测量。目前，无人机航测技术不仅在农业、林业、水利、交通领域纵向延伸；在测绘领域里，也彼此横向交叉，尤其是工程测量领域，在常规的土石方工程测量、道路测量、电力输电线路测量等的可行性研究、前期规划方面已有初步的应用，并且逐步体现了它的优越性和便捷性。
经检索，中国专利申请号为CN201210037780.8的专利，公开了一种无人机航摄测量方法和无人机航摄测量***，能够获得精确的航空飞机摄影的曝光点位置坐标，同时记录航摄相机曝光时刻的信号。一种无人机航摄测量方法，包括利用全球导航卫星***获取卫星发出的与无人机位置相关的单频信号和双频信号。上述专利中的一种无人机航摄测量方法和无人机航摄测量***存在以下不足：
整体装置虽然做到了无人机航拍测量的工作，但是在无人机航拍测量的方法上并未考虑到天气条件以及设备检测，因此，会导致无人机航拍效果差的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种无人机航摄测量方法及其***。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种无人机航摄测量方法，包括以下步骤：
S1：场地测量确定：抵达现场，识别测量区域范围，并对测量区域卫星图进行分析；
S2：判断天气条件：对测量天气进行观察，选择多云天气或者高亮度的阴天，且光照不好应增加曝光时间，iso数值低代表成像质量好，同时测定现场风速，地面四级风及其以下适宜，逆风出，顺风回，温度0℃-40℃，温度过高或过低影响电池稳定性及相机精度，并记录当天风速、天气、起降坐标等信息，留备日后数据参考和分析总结；
S3：设备起飞检测：遥控器***4G网卡，并SIM卡安装检查，cors连接信号检查，同时检查飞机及遥控器电池电量；
S4：无人机起飞：
S5：无人机工作状态监测：将遥控器天线切面面向飞行器，以获得最佳信号，且电池电量不足可以手动结束任务，更换电池后可继续执行，随时准备处理应急状况；
S6：数据和图像采集：像控点必须在测区范围内合理分布，通常在测区四周以及中间都要有控制点，要完成模型的重建至少要有3个控制点，0.3平方公里需要最少5个像控点，均匀分布，控制点不要做在太靠近测区边缘的位置，地面像控点数据采集应与无人机用同一cors端口，且在无人机降落后，将SD卡中的图片导入电脑进行建图；
S7：数据分析和处理：无人机航拍数据处理过程与传统航空摄影测量数据处理过程基本一致的，涵盖光束法区域网平差、影像匹配生成DEM、微分纠正生成DOM等过程；
S8：设备整理：检查飞机及遥控器剩余电量，更换收纳电池，且将飞机与遥控器收纳整理装入箱内指定位置。
优选地：所述无人机起飞程序包括以下步骤：
S41：点击规划→点击摄影测量→点击地图建立第一个航点(双击删除)→航点设置→选定区域→设置飞行高度→调整航线重复率→调整边距；
S42：相机设置→照片比例→白平衡→设置云台角度→为提高精度建议关闭畸变修整；
S43：返回主界面→点击保存→输入任务名称→确定→切换至相机→调整相机参数→点击执行→阅读注意事项点击确定→右滑开始执行飞行作业。
一种无人机航摄测量的***，包括GPS导航卫星、无人机遥感平台、地面控制、数据接收模块、移动地面站和云计算服务器，所述GPS导航卫星通过GPS接收和发射器与无人机机体相连接，且无人机摇杆平台通过无线通讯网络与移动地面站相连接，地面控制通过无线模块和中继器与无人机相连接，地面控制包含有地面数据接受与处理模块，且云计算服务器包含有数据处理中心，移动地面站通过无线网络与数据处理中心相连接，无人机遥感平台和地面数据接受与处理模块通过无线网络与数据接收模块相连接。
在前述方案的基础上：所述数据接收与处理模块包括采集模组和处理模组，采集模组由飞行控制组件和地面监控组件构成，飞行控制组件凭借定位***导航精准获得各项飞行器所在区域，利用数字化技术对飞行情况全面监控，从而有效采集信息。
在前述方案中更佳的方案是：所述处理模组由处理遥感像片、空中三角和三维建模组成，首先，处理遥感像片，关键是科学处置相机检定参数与航摄规范表等文件资料，其次，空中三角，即凭借规定程序，产生三维立体模型，生成核线影像，最后，三维建模，即可视化处置虚拟地形地物，从而得到详细数据。
作为本发明进一步的方案：所述数据处理中心包括调整影像比例和DEM数据比例，且调整影像比例应及时调整影像产生的畸变差异，综合改正主点坐标和畸变参数，由此提高计算外方位元素的精度。
同时，所述DEM数据比例，应采取正射投影模式科学设计模型，通过Pixe lGrid软件科学搜集与配置拥有多模型和多重特点的栅格数据，保证测区上部分DEM点位与地面特点实现切准操作，在操作中，勘测单位以其为中心明确测区，凭借这一方法产生正射影像，直接扩大了软件应用范围。
作为本发明的一种优选的：所述地面监控组件主要是传输无人机飞行操作中产生的数据与信息。
本发明的有益效果为：
1.该一种无人机航摄测量方法及其***，在低空航摄过程中使用无人机不仅提升了反应速率，还表现出显著的机动性和灵活性，无较高的起降场地要求，形成了安装和调试操作水平，可以在既定区域内的突发事故或天气恶劣环境中安排拍摄工作，在时间相对紧张，测绘工作十分繁重的前提下利用有关技术，能在短期内迅速获得影像信息，为处理地震、山体滑坡等突发事件提供参考数据。
2.该一种无人机航摄测量方法及其***，可以得到分辨率较高的影像，基本不会受到云层的干扰，同时自由掌控与地面形成的高度，得到的影像资料更为详尽且高分辨率。
3.该一种无人机航摄测量方法及其***，在应用无人机过程中投入成本相对不高，勘查过程中形成良好的反馈能力，不会浪费时间，有利于转换应用在不同地区。无需构建专业特点的起降场所，节省了人力成本，降低了投入。
附图说明
图1为本发明提出的一种无人机航摄测量方法的流程示意图；
图2为本发明提出的一种无人机航摄测量的***的示意图；
图3为本发明提出的一种无人机航摄测量的算法图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
一种无人机航摄测量方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：场地测量确定：抵达现场，识别测量区域范围，并对测量区域卫星图进行分析；
S2：判断天气条件：对测量天气进行观察，选择多云天气或者高亮度的阴天，且光照不好应增加曝光时间，iso数值低代表成像质量好，同时测定现场风速，地面四级风及其以下适宜，逆风出，顺风回，温度0℃-40℃，温度过高或过低影响电池稳定性及相机精度，并记录当天风速、天气、起降坐标等信息，留备日后数据参考和分析总结；
S3：设备起飞检测：遥控器***4G网卡，并SIM卡安装检查，cors连接信号检查，同时检查飞机及遥控器电池电量；
S4：无人机起飞：
S41：点击规划→点击摄影测量→点击地图建立第一个航点(双击删除)→航点设置→选定区域→设置飞行高度→调整航线重复率→调整边距；
S42：相机设置→照片比例→白平衡→设置云台角度→为提高精度建议关闭畸变修整；
S43：返回主界面→点击保存→输入任务名称→确定→切换至相机→调整相机参数→点击执行→阅读注意事项点击确定→右滑开始执行飞行作业；
S5：无人机工作状态监测：将遥控器天线切面面向飞行器，以获得最佳信号，且电池电量不足可以手动结束任务，更换电池后可继续执行，随时准备处理应急状况；
S6：数据和图像采集：像控点必须在测区范围内合理分布，通常在测区四周以及中间都要有控制点，要完成模型的重建至少要有3个控制点，0.3平方公里需要最少5个像控点，均匀分布，控制点不要做在太靠近测区边缘的位置，地面像控点数据采集应与无人机用同一cors端口，且在无人机降落后，将SD卡中的图片导入电脑进行建图；
S7：数据分析和处理：无人机航拍数据处理过程与传统航空摄影测量数据处理过程基本一致的，涵盖光束法区域网平差、影像匹配生成DEM、微分纠正生成DOM等过程；
S8：设备整理：检查飞机及遥控器剩余电量，更换收纳电池，且将飞机与遥控器收纳整理装入箱内指定位置。
实施例2：
一种无人机航摄测量的***，如图2所示，包括GPS导航卫星、无人机遥感平台、地面控制、数据接收模块、移动地面站和云计算服务器，所述GPS导航卫星通过GPS接收和发射器与无人机机体相连接，且无人机摇杆平台通过无线通讯网络与移动地面站相连接，地面控制通过无线模块和中继器与无人机相连接，地面控制包含有地面数据接受与处理模块，且云计算服务器包含有数据处理中心，移动地面站通过无线网络与数据处理中心相连接，无人机遥感平台和地面数据接受与处理模块通过无线网络与数据接收模块相连接。
所述数据接收与处理模块包括采集模组和处理模组，采集模组由飞行控制组件和地面监控组件构成，飞行控制组件凭借定位***导航精准获得各项飞行器所在区域，利用数字化技术对飞行情况全面监控，从而有效采集信息；地面监控组件主要是传输无人机飞行操作中产生的数据与信息。
所述处理模组由处理遥感像片、空中三角和三维建模组成，首先，处理遥感像片，关键是科学处置相机检定参数与航摄规范表等文件资料，其次，空中三角，即凭借规定程序，产生三维立体模型，生成核线影像，最后，三维建模，即可视化处置虚拟地形地物，从而得到详细数据。
所述数据处理中心包括调整影像比例和DEM数据比例，且调整影像比例应及时调整影像产生的畸变差异，综合改正主点坐标和畸变参数，由此提高计算外方位元素的精度。
所述DEM数据比例，应采取正射投影模式科学设计模型，通过Pixe lGrid软件科学搜集与配置拥有多模型和多重特点的栅格数据，保证测区上部分DEM点位与地面特点实现切准操作，在操作中，勘测单位以其为中心明确测区，凭借这一方法产生正射影像，直接扩大了软件应用范围。
算法解答：
S1：通过收集资料，对待航摄区域进行划分，并实施无人机高低空航摄；
S2：同时制作正射影像，并对正射影像进行质量检查，不合格时，则重复拍摄并制作正射影像，合格后则进行业内影像分类和影像信息解译，而在此之间，无人机可进行倾斜摄影，并进行三维建模，由此来保证业内影像分类和影像信息解译采集工作；
S3：业内影像分类和影像信息解译采集工作包括三个方面的采集：点要素采集、线要素采集和面要素采集，通过对采集来的各项资料制作业内的工作底图；
S4：通过对工作底图的数据分析，来对其质量进行检查，不合格时，则返回业内分类与信息解译采集工作，合格时，则进行数据的外业修补测量和就地核实调查工作；
S5：同时对该区域内的城市基础设施数据进行搜索和整理，并将航摄的数据提交至城市基础设施数据库，进行数据存留和入档工作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种无人机航摄测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：场地测量确定：抵达现场，识别测量区域范围，并对测量区域卫星图进行分析；
S2：判断天气条件：对测量天气进行观察，选择多云天气或者高亮度的阴天，且光照不好应增加曝光时间，iso数值低代表成像质量好，同时测定现场风速，地面四级风及其以下适宜，逆风出，顺风回，温度0℃-40℃，温度过高或过低影响电池稳定性及相机精度，并记录当天风速、天气、起降坐标等信息，留备日后数据参考和分析总结；
S3：设备起飞检测：遥控器***4G网卡，并SIM卡安装检查，cors连接信号检查，同时检查飞机及遥控器电池电量；
S4：无人机起飞：
S5：无人机工作状态监测：将遥控器天线切面面向飞行器，以获得最佳信号，且电池电量不足可以手动结束任务，更换电池后可继续执行，随时准备处理应急状况；
S6：数据和图像采集：像控点必须在测区范围内合理分布，通常在测区四周以及中间都要有控制点，要完成模型的重建至少要有3个控制点，0.3平方公里需要最少5个像控点，均匀分布，控制点不要做在太靠近测区边缘的位置，地面像控点数据采集应与无人机用同一cors端口，且在无人机降落后，将SD卡中的图片导入电脑进行建图；
S7：数据分析和处理：无人机航拍数据处理过程与传统航空摄影测量数据处理过程基本一致的，涵盖光束法区域网平差、影像匹配生成DEM、微分纠正生成DOM等过程；
S8：设备整理：检查飞机及遥控器剩余电量，更换收纳电池，且将飞机与遥控器收纳整理装入箱内指定位置。
2.根据权利要求1所述的一种无人机航摄测量方法，其特征在于，所述无人机起飞程序包括以下步骤：
S41：点击规划→点击摄影测量→点击地图建立第一个航点→航点设置→选定区域→设置飞行高度→调整航线重复率→调整边距；
S42：相机设置→照片比例→白平衡→设置云台角度→为提高精度建议关闭畸变修整；
S43：返回主界面→点击保存→输入任务名称→确定→切换至相机→调整相机参数→点击执行→阅读注意事项点击确定→右滑开始执行飞行作业。
3.一种无人机航摄测量的***，其特征在于，包括GPS导航卫星、无人机遥感平台、地面控制、数据接收模块、移动地面站和云计算服务器，所述GPS导航卫星通过GPS接收和发射器与无人机机体相连接，且无人机摇杆平台通过无线通讯网络与移动地面站相连接，地面控制通过无线模块和中继器与无人机相连接，地面控制包含有地面数据接受与处理模块，且云计算服务器包含有数据处理中心，移动地面站通过无线网络与数据处理中心相连接，无人机遥感平台和地面数据接受与处理模块通过无线网络与数据接收模块相连接。
4.根据权利要求3所述的一种无人机航摄测量的***，其特征在于，所述数据接收与处理模块包括采集模组和处理模组，采集模组由飞行控制组件和地面监控组件构成，飞行控制组件凭借定位***导航精准获得各项飞行器所在区域，利用数字化技术对飞行情况全面监控，从而有效采集信息。
5.根据权利要求4所述的一种无人机航摄测量的***，其特征在于，所述处理模组由处理遥感像片、空中三角和三维建模组成，首先，处理遥感像片，关键是科学处置相机检定参数与航摄规范表等文件资料，其次，空中三角，即凭借规定程序，产生三维立体模型，生成核线影像，最后，三维建模，即可视化处置虚拟地形地物，从而得到详细数据。
6.根据权利要求3所述的一种无人机航摄测量的***，其特征在于，所述数据处理中心包括调整影像比例和DEM数据比例，且调整影像比例应及时调整影像产生的畸变差异，综合改正主点坐标和畸变参数，由此提高计算外方位元素的精度。
7.根据权利要求6所述的一种无人机航摄测量的***，其特征在于，所述DEM数据比例，应采取正射投影模式科学设计模型，通过Pixe lGrid软件科学搜集与配置拥有多模型和多重特点的栅格数据，保证测区上部分DEM点位与地面特点实现切准操作，在操作中，勘测单位以其为中心明确测区，凭借这一方法产生正射影像，直接扩大了软件应用范围。
8.根据权利要求4所述的一种无人机航摄测量的***，其特征在于，所述地面监控组件主要是传输无人机飞行操作中产生的数据与信息。
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