[发明专利]单镜头倾斜摄影航飞线路设计方法、系统及航拍摄影方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种航空摄影测量领域，特别是一种单镜头倾斜摄影航飞线路设计方法、系统及航拍摄影方法。

背景技术

倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像。

近几年，无人机行业发展迅猛，特别是轻小型无人机，广泛应用于航拍、测绘、农业植保、电力巡检、救灾、新闻报道等领域。目前倾斜摄影主流是利用有人机、大型固定翼无人机、多旋翼无人机搭载5拼相机。有人机效率高、申请空域困难。大型固定翼无人机大多是油机，在城市区作业安全性不高。多旋翼无人机安全性较高，但效率较低，一般搭载五个QX1镜头相机，成像质量较差。

发明内容

本发明旨在提供一种单镜头倾斜摄影航飞线路设计方法、系统及航拍摄影方法，在保证无人机飞行安全性的同时，提高飞行效率和航拍成像质量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种单镜头倾斜摄影航飞线路设计方法，包括以下步骤：

1)获取航飞范围，该范围为一矩形区域，矩形区域的四个顶点分别为A、B、C、D；其中A、D在矩形区域的同一条对角线上，B、C在另一条对角线上；

2)计算航飞范围内东西方向的线路数量N_东西飞和南北方向的线路数量N_南北飞；

3)以A、B、C、D为基准，将拍摄位置延伸相对航高H的距离，则顶点A向北延伸得到拍摄点F1，顶点A向西延伸得到拍摄点E1，顶点B向北延伸得到拍摄点F3，顶点B向东延伸得到拍摄点E2，顶点C向南延伸得到拍摄点F3，顶点C向西延伸得到拍摄点E3，顶点D向南延伸得到拍摄点F4，顶点D向东延伸得到拍摄点E4；

4)在东西方向，无人机按航线E1→E2→E4→E3完成航拍之后，再按照E3→E4→E2→E1线路返回完成航拍，则无人机共往返2*N_东西飞条航线，在每条航线上，间隔L米拍照一次；在南北方向，无人机按航线F1→F2→F4→F3完成航拍之后，再按照F3→F4→F2→F1线路返回完成航拍，则无人机共往返2*N_南北飞条航线，在每条航线上，间隔L米拍照一次；在无人机飞行过程中，相机镜头始终朝向无人机前进方向，且相机镜头相对当前飞行航线倾斜角度为35°至45°。

本发明中，N_东西飞＝L_分区高度÷L_间；其中，L_间＝V_影像×(1-D)×M，V_影像为影像高度；L_分区高度为航拍摄影矩形区域的高度。N_南北飞＝L_分区宽度÷L_间；L_分区宽度为航拍摄影分区宽度。

相应地，本发明还提供了一种单镜头倾斜摄影航飞线路设计系统，包括：

航飞范围设计模块：用于获取航飞范围，该范围为一矩形区域，矩形区域的四个顶点分别为A、B、C、D；其中A、D在矩形区域的同一条对角线上，B、C在另一条对角线上；

线路数量计算模块：用于计算航飞范围内东西方向的线路数量N_东西飞和南北方向的线路数量N_南北飞；

拍摄点计算模块：用于根据以下过程确定拍摄点：以A、B、C、D为基准，将拍摄位置延伸相对航高H的距离，则顶点A向北延伸得到拍摄点F1，顶点A向西延伸得到拍摄点E1，顶点B向北延伸得到拍摄点F3，顶点B向东延伸得到拍摄点E2，顶点C向南延伸得到拍摄点F3，顶点C向西延伸得到拍摄点E3，顶点D向南延伸得到拍摄点F4，顶点D向东延伸得到拍摄点E4；

航拍模块：用于根据以下过程确定航飞线路：在东西方向，无人机按航线E1→E2→E4→E3完成航拍之后，再按照E3→E4→E2→E1线路返回完成航拍，则无人机共往返2*N_东西飞条航线，在每条航线上，间隔L米拍照一次；在南北方向，无人机按航线F1→F2→F4→F3完成航拍之后，再按照F3→F4→F2→F1线路返回完成航拍，则无人机共往返2*N_南北飞条航线，在每条航线上，间隔L米拍照一次；在无人机飞行过程中，相机镜头始终朝向无人机前进方向，且相机镜头相对当前飞行航线倾斜角度为35°至45°。

作为一个整体构思，本发明还提供了一种利用上述系统进行航拍摄影的方法：