[发明专利]基于Pixhawk利用无人机对建筑物进行三维建模的方法

权利要求书

1.一种基于Pixhawk利用无人机对建筑物进行三维建模的方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤S1、基于Pixhawk飞控，检测三轴角速率及三轴加速度信息，计算出无人机的横滚及俯仰角度；

步骤S2、检测无人机飞行方向前是否有障碍物阻挡，若有，计算出相应距离，以实时调整无人机的飞行器姿态和高度；

步骤S3、获得无人机实时地理位置信息，记录高清相机摄影时无人机所处的的经纬度，并跟随所拍摄图片的信息一同记录到储存器中；

步骤S4、根据无人机航向参数与无人机所要飞行的目标航向进行分析，通过预先设定的偏移距离查看GPS移动距离，每当经纬度变化达到预先设定值时，调整相机云台并启动相机拍照；从而证拍摄照片的航向重叠率以及相机倾斜角。

2.根据权利要求1所述的一种基于Pixhawk利用无人机对建筑物进行三维建模的方法，其特征在于：所述步骤S4中，通过Mission Planner 对航点进行初步规划获得无人机航向参数与无人机所要飞行的目标航向，具体如下：

（1）对于单航点：

在实景三维模型中地面点上选取一点从而确定航点的平面位置，根据被测物的三维模型的高度设置该航点的航高、相机拍摄时的俯仰角、机头转向角；

（2）对于航线段：

首先在实景三维模型上选取两航点，两航点之间设置为一条航线段；若两航点之间无需插值航点，则根据被测物的三维模型的高度设置该航点的航高、相机拍摄时的俯仰角、机头转向角；若需要插值航点，则插值航点采用根据航点的数量、两个航点间改变航点的动作参数进行均匀的设置，或者分别设置每个插值航点的动作参数。

3.根据权利要求2所述的一种基于Pixhawk利用无人机对建筑物进行三维建模的方法，其特征在于：根据已知航点的飞行距离与航向，确定下一航点经纬度的方式如下，

当已知GPS航点P_g＝（λ，φ，h），航向ξ，需要飞行距离D时，为了计算下一个GPS航点P_g,n＝（λ_n，φ_n，h _n），首先需要把P_g＝（λ，φ，h）转换成ECEF坐标P_e,ref＝（X_e,ref，Y_e,ref，Z_e,ref），航向是NED坐标系下的表述，在NED坐标系下一个航点的坐标为P_n＝（Dcosξ，Dsinξ，-h），将它转换成ECEF坐标系下的一个点；

利用式

便可求出ECEF坐标系下的下一个航点坐标P_e,n＝（X_e,n，Y_e,n，Z_e,n），最后利用下式：

可求得P_g,n＝（λ_n，φ_n，h_n）．由此便能够精确地解出任意已知飞行距离与航向的下一航点经纬度。

4.根据权利要求1所述的一种基于Pixhawk利用无人机对建筑物进行三维建模的方法，其特征在于：所述步骤S1中，采用L3GD20H 16 bit陀螺芯片及LSM303D 14 bit加速度/磁场芯片，检测三轴角速率及三轴加速度信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于Pixhawk利用无人机对建筑物进行三维建模的方法，其特征在于：所述步骤S2中，采用光流传感器以及超声波传感器检测无人机飞行方向前是否有障碍物阻挡；并通过32 bit STM32 F427Cortex M4芯片计算无人机实时调整飞行器姿态和高度。

6.根据权利要求1所述的一种基于Pixhawk利用无人机对建筑物进行三维建模的方法，其特征在于：所述步骤S3中，通过GPS模块获得无人机实时地理位置信息以及高清相机摄影时无人机所处的的经纬度。