[发明专利]航空摄影图像拾取方法和航空摄影图像拾取设备

说明书

技术领域

本发明涉及通过小型无人驾驶飞行器(UAV)的一种航空摄影图像拾取方法和一种航空摄影图像拾取设备。

背景技术

在从上空的摄影操作或从上空的勘测中，可以获取不能够通过从地面的摄影操作或者通过地面上的勘测获取的信息，并且该摄影操作在禁止区域中是可能的，或者可以获取在勘测是困难的区域中的信息。此外，近年来，通过在诸如微小飞机或小型直升机等的如被遥控的小型飞行物的性能上的改进，以及还通过在遥控技术上的改进，和此外在图像拾取装置的性能、小型化的提升及其它上的改进，图像拾取装置能够被安装在小飞行物中。通过遥控飞行物，可以以无人操纵的方式执行从上空的摄影操作。

此外，还可以根据如预先建立的飞行时间表来执行自主飞行。通过预先设置用于进行航空摄影的三维位置，可以从预定的位置获取静止图像。同样地，可以根据静止图像执行数字摄影测量。

另一方面，在由小飞行物执行摄影操作的情况下，期望的是直升机机身处于水平姿势。然而，实际上直升机机身常常是倾斜的，因为直升机机身在重量上是轻的，而且机身常常被风扫过。因此，在固定地安装的图像拾取装置中，光轴根据机身的状态而被倾斜，并且倾斜方向可能不是持续固定的。

在制备宽范围的图像的情况下，或者在制备立体感图像的情况下，彼此邻近的两个图像是重叠的，在重叠的部分中提取为两个图像所共有的连接点(接合点)，以及通过使用该接合点作为基准来组合图像。

然而，如上文所描述的那样，当在光轴是倾斜的并且倾斜角度或倾斜方向不是固定的状态下拍摄的图像被与彼此顺序地组合时，可以获取的扩大范围内的合成图像被扭曲或者弯曲，并且存在不能够获得正确的组合图像的问题。同样地，图像的扭曲或弯曲可以对数字摄影测量的准确度施加影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种航空摄影图像拾取方法和一种航空摄影图像拾取设备，其在布置上是简单的，并且其可以执行地形特征的准确的三维测量。

为了达到上述目的，根据本发明的航空摄影图像拾取方法包括：第一步骤，当飞行物在待测量的对象范围之上的天空中以曲折方式向上飞行时，分别沿着出港路线和返回路线获取静止图像；第二步骤，通过关于在前进方向上彼此邻近的三个图像，对彼此邻近的一组图像进行相对定向来制备立体图像，并且通过对另一组邻近图像进行相对定向来制备另一个立体图像，并且制备两组立体图像；第三步骤，通过使用从为两组立体图像所共有的图像的部分提取的特征点来连接两组立体图像，并且所述部分是三个图像一起的重叠部分；通过重复所述第二步骤和所述第三步骤的过程，根据在所述第一步骤中获取的图像来连接在出港路线方向上和在返回路线方向上的所有立体图像的步骤；从在邻近进程（course）中的彼此邻近的图像中选择公共的接合点、并且连接在所述进程中的邻近的立体图像的步骤；以及所述航空摄影图像拾取方法制备覆盖待测量的整个对象范围并且由公共三维坐标系统表示的统一立体图像。

此外，在根据本发明的航空摄影图像拾取方法中，在前进方向上重叠的重叠率是70%至90%，并且在彼此邻近的所述进程之间重叠的侧向重叠率是40%至60%。

此外，在根据本发明的航空摄影图像拾取方法中，通过运动图像跟踪在邻近的静止图像中识别从静止图像提取的特征点。

此外，在根据本发明的航空摄影图像拾取方法中，对沿着进程彼此邻近的三个图像执行多图像匹配，并且连接所述邻近进程中的立体图像。

此外，在根据本发明的航空摄影图像拾取方法中，由GPS装置测量静止图像摄影位置，基于由所述测量获得的坐标值并且基于所述统一立体图像来确定在待测量对象上的预定点的模型坐标，以及基于所述模型坐标和基于所述统一立体图像、通过光束法平差（bundle adjustment）来校正通过所述测量获得的所述坐标值。

此外，在根据本发明的航空摄影图像拾取方法中，飞行物具有悬停功能，在悬停状态中获取所述静止图像，通过所述GPS装置获取多个测量值，并且所述坐标值是测量值的平均数。

此外，在根据本发明的航空摄影图像拾取方法中，为了所述坐标值的校正，通过使用所述模型坐标计算摄影位置，并且通过与在所述摄影位置处的所述GPS装置的测量值相比较来选择在预定的阈值内的测量值，以及通过使用如此选择的测量值来执行计算。