[发明专利]一种无人机建模方法及装置

说明书

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机建模方法及装置，其中方法包括：无人机获取当前位置的建模数据，根据历史航点位置的建模数据，优化当前位置的建模数据，进而在确定当前位置属于航点位置时，将优化后的当前位置的建模数据发送给基站，以便使基站结合多个航点位置的建模数据构建待建模区域的三维模型。通过融合待建模区域的图像信息和位姿信息计算得到建模数据，相比于仅利用图像信息建模的方式来说，可无需对图像信息进行特征点匹配，减少了对图像进行处理的时间，有效地提高了无人机在线建模的实时性。

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机建模方法及装置。

背景技术

无人机广泛应用于城市管理、抢险救灾、地貌勘测等领域，在这些领域中，利用无人机进行快速区域建模的需求正在增加。

快速区域建模属于一种在线建模方式。一种快速区域建模方法中，无人机在指定区域内执行拍摄任务，并在每完成一个拍摄任务之后，将拍摄的图像数据传回地面基站，而地面基站接收到图像数据之后，按照接收到的图像数据的顺序，进行增量式建模，如此，在无人机完成全部的拍摄任务之后，基站也相应建立得到了指定区域的三维模型。该种建模方式能快速获得指定区域的三维物理信息，其独有的快速性和实时性对于应急领域的各种应用场景有非常重要意义。然而，在这种无人机建模方案中，相机的位置信息大都是由GPS直接提供的，相机的姿态信息则是由地面基站通过运动推导结构算法(structure frommotion，SFM)对图像信息解算优化得到的，可见，该方式的建模速度依赖于图像信息的解算速度，而SFM算法对图像信息的解算过程非常耗时，削弱了在线建模的实时性优势。

基于此，目前亟需一种无人机建模方法，用于提高无人机在线建模的实时性。

发明内容

本申请提供一种无人机建模方法及装置，用于提高无人机在线建模的实时性。

第一方面，本申请提供一种无人机建模方法，该方法中，无人机按照预设航线拍摄待建模区域，预设航线上设置有多个航点位置，无人机在任意两个相邻的航点位置之间按照预设帧率拍摄图像，每当获取当前位置的建模数据后，都根据历史航点位置的建模数据，优化当前位置的建模数据；之后，无人机在确定当前位置属于航点位置时，将优化后的当前位置的建模数据发送给基站，以便使基站结合多个航点位置的建模数据构建待建模区域的三维模型。其中，建模数据包括无人机在当前位置拍摄待建模区域得到的图像信息和位姿信息。

通过上述方式，无人机可以获取到待建模区域的图像信息和位姿信息，通过融合图像信息和位姿信息的计算得到建模数据，相比于仅利用图像信息建模的方式来说，可无需对图像信息进行特征点匹配，减少了对图像进行处理的时间，有效地提高了无人机在线建模的实时性。此外，根据历史建模数据对当前位置的建模数据进行优化，有效地提高了建模数据的准确度，有利于增强三维模型的精度。

一种可能的实现方式，预设航线包括多个子航线段，针对于多个子航线段中存在拍摄重叠区域的两个子航线段，无人机在将优化后的当前位置的建模数据发送给基站之前，还可以确定无人机是否到达第二个子航线段上的回环航点，若是，则根据第一个子航线段上的各个航点位置的建模数据，对第二个子航线段上位于回环航点之前的全部航点位置的建模数据进行更新，如此，在将优化后的当前位置的建模数据发送给基站时，可将更新后的航点位置的建模数据发送给基站。

通过上述方式，可以在无人机飞到回环航点时对建模数据执行全局优化，巧妙地利用了相邻子航线段具有拍摄重叠区域的特点，不需要增加其他的拍摄方式，就可以对建模数据进行全局优化，有效地提高了建模数据的精度，进一步提高模型的精度。

一种可能的实现方式，预设航线为“之字形”航线时，存在拍摄重叠区域的两个子航线段是“之字形”航线的相邻两行，回环航点设置在第二个子航线段的端点处。