[发明专利]一种基于UAV航向旁向重叠反算多角度观测几何的方法在审

专利信息
申请号: 202111242460.1 申请日: 2021-10-25
公开(公告)号: CN113884069A 公开(公告)日: 2022-01-04
发明(设计)人: 帅艳民;杨健;刘新洋 申请(专利权)人: 辽宁工程技术大学
主分类号: G01C11/34 分类号: G01C11/34;G01C1/00
代理公司: 沈阳东大知识产权代理有限公司 21109 代理人: 李在川
地址: 123000 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 uav 航向 重叠 反算多 角度 观测 几何 方法
【权利要求书】:

1.一种基于UAV航向旁向重叠反算多角度观测几何的方法,其特征在于:具体分为以下步骤:

步骤1:根据样方周边地形特点,设计无人机多角度飞行航线进行航空摄影,并在地面布设参考灰板进行遥感数据定标;

步骤2:区域空三解算平差处理、建立区域数字表面模型(DSM,Digital SurfaceModel)和区域数字正射影像(DOM,Digital Orthophoto Map);

步骤3:明确图幅层面的空间观测几何,精准定位覆盖同一测点的重叠影像,并提取样方坐标;

步骤4:基于地面仪器测量样方坐标,并对摄影测量提取的样本坐标进行校核;

步骤5:结合样方的中心位置和包含样方的多角度航摄影像POS(position andorientation system)数据,计算样方的观测几何。

2.一种基于UAV航向旁向重叠反算多角度观测几何的方法,其特征在于:步骤1所述的具体步骤如下:

步骤1.1:依据样本周边地形,设置航高,进行航线设计,航线的航向和旁向重叠度均大于等于80%;

步骤1.2:基于无人机飞行控制软件,输入航线数据;

步骤1.3:无人机起飞之前,在地表布置一定数量的灰度参考板,进行遥感数据定标;

步骤1.4:按照规划航线,进行无人机飞行摄影。

3.一种基于UAV航向旁向重叠反算多角度观测几何的方法,其特征在于:步骤2所述具体步骤如下:

步骤2.1:将航拍影像和机载POS数据,输入摄影测量处理软件;

步骤2.2:基于参考板数据,对航拍影像进行辐射定标;

步骤2.3:基于地面控制点等信息,进行区域解算平差处理,建立区域数字表面模型(DSM)和区域数字正射影像(DOM)。

4.一种基于UAV航向旁向重叠反算多角度观测几何的方法,其特征在于:步骤2.3所述区域空三解算平差处理为区域空中三角测量,是航空摄影测量影像在POS数据的支持下,进行空三解算平差处理。

5.一种基于UAV航向旁向重叠反算多角度观测几何的方法,其特征在于:步骤2.3所述建立区域数字表面模型(DSM):区域空三解算平差处理后,可以提取出区域范围内地形特征点的位置信息,形成点云数据,内插形成TIN网格模型.经过晕染、粘贴像片纹理以后即可形成真三维模型,即区域数字表面模型。

6.一种基于UAV航向旁向重叠反算多角度观测几何的方法,其特征在于:步骤2.3所述区域数字正射影像(DOM):在区域数字表面模型的基础上,将中心投影的航摄像片纠正为正射影像(DOM),然后拼接形成整个实验区域的DOM影像可以获取区域正射影像。

7.一种基于UAV航向旁向重叠反算多角度观测几何的方法,其特征在于:步骤3所述的明确图幅层面的空间观测几何,精准定位覆盖同一测点的重叠影像,并提取样方坐标,具体步骤如下:

步骤3.1:基于数字正射影像(DOM),提取出样方投影坐标;

步骤3.2:按图幅的重叠度,对包含样方的航拍影像进行编号检索;

步骤3.3:提取出样方对应每个图幅编号的POS数据。

8.一种基于UAV航向旁向重叠反算多角度观测几何的方法,其特征在于:步骤4所述的基于地面仪器测量样方坐标,并对摄影测量提取的样本坐标进行校核的具体过程为:使用基于CORS网络的GPS仪器对地面样方进行精确测量,然后将其与数字正射影像DOM上提取出的样方坐标进行对比,对比误差是否超过设定阈值,判断数据的有效性和准确性。

9.一种基于UAV航向旁向重叠反算多角度观测几何的方法,其特征在于:步骤5所述的结合样方的中心位置和包含样方的多角度航摄影像POS数据,计算样方的观测几何,具体步骤如下:

步骤5.1:基于样方中心位置的投影坐标和无人机POS数据,反算无人机观测的天顶角信息,由公式(1)可以解算出传感器的观测天顶角θ:

其中,XL、YL、ZL表示样方的中心位置(XL,YL,ZL),X、Y、Z表示传感器的中心位置(X,Y,Z);

步骤5.2:基于样方中心位置的投影坐标和无人机POS数据,反算无人机观测的方位角,由公式(2)、(3)可以解算出传感器的观测方位角φ:

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