[发明专利]利用实时动态卫星导航识别飞行中的UAV的摄像机位置

说明书

公开了用于确定在附接至飞行中的UAV的摄像机拍摄数字空中图像时摄像机的位置的系统和方法。特别地，在一个或更多个实施方式中，公开的系统和方法利用实时动态卫星导航技术来识别UAV的位置。此外，公开的系统和方法精确地确定摄像机拍摄数字空中图像的时间以及在拍摄的时间处UAV的姿态以计算在拍摄的时间处摄像机的位置。在一个或更多个实施方式中，公开的系统和方法可以利用所确定的摄像机的位置以及拍摄的数字空中图像来生成场地的三维表示。

背景技术

个人和企业越来越多地利用UAV来执行各种飞行任务或作业。实际上，由于UAV相对于租用有人驾驶飞机的降低的成本，企业和个人可以从事常规而言成本过高的各种飞行活动。例如，利用UAV来执行用于拍摄建筑、土地管理、采矿或其他应用中的场地的数字空中图像的飞行任务变得越来越普遍。

特别地，一些常规飞行系统利用UAV来生成场地的三维模型。例如，一些常规数字图像系统通过多个测量地面控制点拍摄场地的多个数字空中图像，并且然后利用数字空中图像和测量地面控制点的已知位置来生成三维模型。特别地，这样的常规系统利用测量地面控制点来精确地对三维模型进行地理参照。

尽管这样的常规飞行系统允许用户利用UAV来生成场地的三维模型，但是它们还存在许多问题。例如，放置和/或识别与场地相关的已知测量地面控制点通常是耗时且昂贵的。实际上，在重复地执行特定场地上的飞行任务的实现中，重复地放置、测量和保持测量地面控制点所需的时间量和工作量可能显著地增加利用UAV来拍摄数字空中图像并生成三维模型的成本。此外，放置、测量和保持测量地面控制点引入了人为误差的显著风险。

代替使用地面控制点，一些常规飞行系统利用GPS技术来识别拍摄数字空中图像的UAV的位置。例如，一些常规飞行系统分析嵌入在从卫星发射到UAV的信号中的代码，以确定UAV与卫星之间的距离。利用该方法，常规飞行系统可以识别UAV的位置(或附接至UAV的摄像机的近似位置)，并且然后结合数字空中图像利用UAV的位置来生成三维模型。

尽管这些常规GPS飞行系统可以识别UAV的位置，但它们也有其自身的问题。例如，常规GPS飞行系统不是非常精确，并且仅能够在分米范围内确定UAV(或摄像机)的位置。这种UAV(或摄像机)的位置的不准确直接转化为任何得到的三维模型的不准确。此外，UAV的位置的不准确可能增加根据多个数字空中图像生成准确的三维模型所需的计算资源的量。

因此，用于利用UAV来拍摄数字空中图像并且准确地生成三维模型(例如，通过识别准确的摄像机位置数据)的常规系统存在许多问题和缺点。

发明内容

本公开内容的实施方式利用用于识别附接至飞行中的UAV的摄像机的精确位置的系统和方法来提供益处并且/或者解决本领域中的前述或其他问题中的一个或更多个。特别地，在一个或更多个实施方式中，公开的系统和方法利用实时动态(“RTK”)技术来识别在摄像机拍摄数字空中图像的时间处附接至UAV的摄像机的精确位置。例如，在一个或更多个实施方式中，公开的系统和方法分析从多个卫星发射的载波信号，以识别UAV的GPS接收器与卫星中的每一个之间的波长的数目。当已经解决了波长的确切数目时，公开的系统和方法可以在2cm的公差内确定GPS天线的位置。此外，在一个或更多个实施方式中，公开的系统和方法利用来自一个或更多个参考站的RTK校正数据来解决误差和不准确并且准确地确定UAV的位置。此外，公开的系统和方法可以精确地测量附接至UAV的摄像机拍摄数字空中图像的时间(例如，通过测量快门打开的精确时间)来计算在摄像机拍摄数字空中图像时附接至UAV的摄像机的位置。