[发明专利]一种适用于坡面测量的无人机航拍图像校准方法

说明书

本发明公开了一种适用于坡面测量的无人机航拍图像校准方法，首先建立图像校准模型；然后无人机垂直采集点，采集坡面地图影像数据及校准数据，并根据采集的数据计算出坡面角度Slope和坡面图像方位角Azimuth；随后判断是否有测距模块，如果有，采用测距模块测量垂直距离Length；如果没有，则通过采集校准点代换成垂直距离Length；根据所获取的垂直距离Length，计算出坡面图像比例尺SlopeScale、图像原点Origin的地理三维坐标以及目标点的地理三维坐标，完成校准。本发明使无人机测量校准技术不再局限于平面，同时为坡面测量和投影测量的需求提供了科学依据，为精准测量提供了有效保障；且其实现了快速、简易的校准，提高了坡面图像校准的精确度和校准效率。

技术领域

本发明涉及图像校准领域，具体涉及一种适用于坡面测量的无人机航拍图像校准方法。

背景技术

现有的航拍校准方法通常采用无人机正射影像测量技术和倾斜摄影技术，其中：

无人机正射影像测量技术只是用于平面地域，在丘陵及山坡地区，由于地貌的特殊性导致测量结果精度下降，甚至只能得到投影面积，最终结果与实际数据相差甚多；

而倾斜摄影技术目可针对坡面进行航拍校准，其将多角度的航拍图片进行点云重组，得到三维模型进行坡面校准及测量；此方法需要前期采集大量多角度航拍图片，并通过专业建模软件及图形工作站经过数小时的处理，才能得到结果，虽然精度高但是时效差，无法实时得到可用于测量的数据；除此之外，配套的专业设备购置成本高达几十万，并且需要专业人员才能操作完成，对于轻量级的用户来说无疑是一个很高的门槛。

发明内容

基于此，针对上述问题，有必要提出一种适用于坡面测量的无人机航拍图像校准方法，本发明使无人机测量校准技术不再局限于平面，同时为坡面测量和投影测量的需求提供了科学依据，为精准测量提供了有效保障；且其实现了快速、简易的校准，提高了坡面图像校准的精确度和校准效率。

本发明的技术方案是：

一种适用于坡面测量的无人机航拍图像校准方法，包括以下步骤：

a、建立具有坡面角度Slope、坡面图像方位角Azimuth、坡面图像比例尺SlopeScale和图像原点Origin四个参数的图像校准模型；

b、采集包括曝光点俯仰角度GimbalPitch-1、曝光点方位角GimbalAzimuth-1、曝光点地理坐标DroneLocation-1、曝光点飞行高度H1、地面站地理坐标DeviceLocation-1以及地面站海拔h1的坡面图像数据，并根据采集的数据计算出坡面角度Slope和坡面图像方位角Azimuth；

c、坡面角度Slope和坡面图像方位角Azimuth计算完成后，测量垂直距离Length；

d、判断是否有测距模块，如果有，则采用测距模块进行测量，获取垂直距离Length；如果否，则进行无测距模块测量，通过采集校准点代换成垂直距离Length；

e、根据所获取的垂直距离Length，计算出坡面图像比例尺SlopeScale；

f、计算出图像原点Origin的地理三维坐标以及目标点的地理三维坐标，完成校准。