[发明专利]基于无人机技术快速精准采集低空遥感影像的方法

说明书

本发明属于无人机航摄采集技术领域，具体涉及一种基于无人机技术快速精准采集低空遥感影像的方法，无人机飞行到一定高度，相机垂直朝向地面，相机的成像范围将目标区域完全覆盖，即采集区域范围；通过无人机飞飞行高度与相机广角计算出成像范围的宽度，在通过相机宽长比计算出成像范围的长度；根据无人机当前的GPS定位点的经纬度计算出成像范围四个顶点的经纬度，确定目标区域；根据目标区域规划无人机的任务航线，无人机按照任务航线飞行完成航摄任务。本发明主要用于解决无人机航空摄影活动中，无可用卫星遥感影像数据或卫星遥感影像数据无效的情况下，如何快速地、准确地、自动化地完成目标区域的航线规划，并一体化的自动采集正射影像问题。

技术领域

本发明属于无人机航摄采集技术领域，具体设计一种基于无人机技术快速精准采集低空遥感影像的方法。

背景技术

目前无人机航空摄影技术在测绘勘探、国土资源、电力巡检、精准农业等行业广泛应用。要进行无人机航摄采集应该包括无人机系统、APP飞控系统、中央图像处理系统、地图图层服务系统、流媒体服务系统、影像存储系统。其中的APP飞控系统则是重点，常见APP飞控系统一般包括：

任务管理模块，用于航摄任务的远程同步，航摄任务创建、保存、加载等管理操作。通过航线设置功能，生成详细的飞行航线，包括航线、航路点、相机自动拍摄频率、影像格式、影像宽长比等等。任务设置是保证影像采集质量的关键环节，具体包括：采集区生成功能，用于采集区范围的确定。航摄参数设置功能，根据不同采集需求和经验值，系统预设相应的航摄参数；同时提供调整入口。设置的参数包括：航线重叠率、旁向重叠率、航高/GSD、相机倾角、飞行速度、照片格式等等。航线生成功能，根据采集区域几何轮廓和航摄参数，经系统的航线算法自动生成航路点，并同步在地图上可视化渲染，保证测区被完整覆盖在航点航线之下；

任务执行模块，用于航线任务设置完成后，执行该次任务；

地图管理模块，用于提供了测区范围选择的地图依据，包括自行采集的低空遥感影像，由远程地图图层服务系统提供。

所述远程服务，为APP飞控系统提供参数数据服务、空间数据服务、影像处理服务、流媒体服务和影像存储管理服务等。其中，参数数据包括航摄任务数据、飞行参数数据、飞行轨迹数据等；媒体数据包括原始影像、正射影像、飞行视频数据等等；空间数据包括测区矢量图层、测区低空遥感影像图层数据、三维模型数据等等。

无人机制造厂商提供了基础功能的移动APP，用于小场景，低精度的影像采集。基于无人机厂商提供的通用技术解决方案，绝大多数企业的研发成果无法达到工业生产水准，也无法适应外业实地多变的作业环境。比如，在偏远山区，无有效的卫星遥感影像和矢量地图。面对此类无可参考的地理信息数据问题，如何完成目标区域（测区）的选定和航线规划就是一个急需解决的问题。

业内完成无人机航空摄影工作，通常需要经过目标区域（测区）选定、航线规划、空域申请和执行航飞任务等几个关键步骤。通过长期以来的无人机航空摄影工作，我们发现在水利、电力、测绘、农业等行业中，航空摄影技术和地理信息技术深度结合时，一直存在以下几个客观问题：

1、大比例尺的卫星遥感影像定位测区误差大，高精度、高时效的卫星影像获取成本高；

2、城市郊区、农村、山区等卫星遥感影像缺失，人工采集周期长、危险性大、经济成本高；

3、无人机能源续航有限，单次航飞无法大面积作业；

4、自由飞行模式下，驾驶员容易出现驾驶疲劳、遗漏和重复采集、飞行器姿态失控等问题。

现有无人机飞控APP的测区选定方法，所依赖卫星遥感影像和商业化的矢量地图，在精度和时效性上，均无法满足实际的生产要求，仍需预先投入大量人力，对目标区域进行勘测。

在倾斜摄影方面，市面上无人机飞控APP采用的是：单镜头五视角，多航线切换法。但是，多航线切换所带来的问题仍未解决：

1、结合不同视角设计的多航线间“起-终”点空间隔离；