[发明专利]无人机回旋多角度铁路既有线高精度三维重建航线规划方法

权利要求书

1.一种无人机回旋多角度铁路既有线高精度三维重建航线规划方法，其特征在于，包括：

根据相机参数和投影重叠率计算加密点间隔，利用既有的铁路中线位置坐标与加密点间隔计算各加密节点坐标；

由各加密节点坐标确定加密节点中线，进行外扩航线基准线节点坐标计算，并为每个基准线节点设定航飞相对高度值；所述进行外扩航线基准线节点坐标计算时包括以下步骤：将各加密节点的地理坐标转换为大地空间平面坐标；选取加密节点中线的任意相邻的两个节点的坐标，计算坐标方位角；由坐标方位角，分别计算外扩区域航向角；由外扩平移距离和航线角得出外扩后平面坐标作为外扩航线基准线节点坐标；

根据外扩航线基准线节点坐标，计算曝光点位置坐标；并为每个曝光点设置相对高程；所述计算曝光点位置坐标时包括以下步骤：在空间平面坐标环境下，任选相邻两个外扩航线基准线节点，计算坐标方位角；由坐标方位角得出航向角，根据航向角按照相对航高的一半为半径计算曝光点位置的坐标；

利用曝光点位置坐标和所述加密节点坐标计算外扩航线基准线的各个节点处的航向方位角，作为曝光点云台航向角；

根据各个曝光点坐标与铁路既有线中线加密节点坐标计算得出云台俯仰角。

2.根据权利要求1所述的无人机回旋多角度铁路既有线高精度三维重建航线规划方法，其特征在于，在进行加密点间隔计算时，包括：

将投影区域划分为高精度投影区和普通投影区；

根据重叠度与高精度投影区的直径，计算加密点间隔；

所述重叠度为相邻两个高精度投影区的重叠面积与其中一个高精度投影区投影面积之和的比值。

3.根据权利要求1所述的无人机回旋多角度铁路既有线高精度三维重建航线规划方法，其特征在于，计算各加密节点坐标时，包括以下步骤：

根据得出的加密点间隔和既有的铁路中线，利用向下取整函数进行对既有的铁路中线进行节点内插；

根据既有的铁路中线节点地理坐标，计算节点内插后，得到的各加密中线节点地理坐标。

4.根据权利要求1所述的无人机回旋多角度铁路既有线高精度三维重建航线规划方法，其特征在于，为每个曝光点设置相对高程包括如下方法：

利用计算的曝光点坐标提取基础数字地形模型DEM的高程绝对值以第一个曝光点的地面投影点的高程绝对值为基准，计算各个曝光点的相对高程值。

5.根据权利要求1所述的无人机回旋多角度铁路既有线高精度三维重建航线规划方法，其特征在于，采用如下公式计算外扩航线基准线的各个节点处的航向角：

A＝sin(X_ijkp-X_ij)*cos(X_ij)

B＝cos(Y_ij)*sin(Y_ijkp)-sin(Y_ij)*cos(Y_ijkp)*cos(Y_ijkp-Y_ij)

Yaw_ij＝arctan2(AB)

其中，(X_ijkp，Y_ijkp)为曝光点地理坐标；(X_ij，Y_ij)为线路中心加密节点坐标。

6.根据权利要求1所述的无人机回旋多角度铁路既有线高精度三维重建航线规划方法，其特征在于，在计算云台俯仰角时，包括以下步骤：

计算各个曝光点坐标与铁路既有线中线加密节点坐标之间的直线距离L；

计算曝光点相对高程值与铁路中线加密点高度的高度差Δh；

根据高度差和直线距离，计算云台俯仰角。

7.根据权利要求6所述的无人机回旋多角度铁路既有线高精度三维重建航线规划方法，其特征在于，在计算云台俯仰角时，采用如下公式：

其中，高度差Δh＝h_ijkp-h_ij；(x_ijkp，y_ijkp)为曝光点平面坐标；(x_ij，y_ij)为线路中心加密节点平面坐标。