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1. WO2020192199 - AERIAL SURVEY METHOD AND APPARATUS WITH REDUNDANT AERIAL PHOTOGRAPH ELIMINATION FUNCTION

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18  

附图

1   2   3   4  

说明书

发明名称 : 一种可剔除多余航片的航测方法和装置

技术领域

[0001]
本发明涉及航拍测量技术领域,特别是涉及一种可剔除多余航片的航测方法和装置。

背景技术

[0002]
如申请号为:201810069841.6的发明申请所述,针对基于数字摄影测量的航摄任务,影像(航片)重叠率是目前航测工作中的重要控制参数或航测的影响因素。
[0003]
现有技术中,为了保证目标区域的航片重叠率,会将目标区域范围按一定的方式扩大,形成外扩区域,飞行航线会覆盖外扩区域。
[0004]
对航测方法做进一步优化,以使得其能够更为高效的服务于测量工作,是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。
[0005]
发明内容
[0006]
针对上述提出的对航测方法做进一步优化,以使得其能够更为高效的服务于测量工作,是本领域技术人员所亟待解决的技术问题,本发明提供了一种可剔除多余航片的航测方法和装置。采用该方法和装置,可有效减小航测作业过程中的数据处理量、提高数据处理效率。
[0007]
针对上述问题,本发明提供的一种可剔除多余航片的航测方法通过以下技术要点来解决问题:一种可剔除多余航片的航测方法,包括顺序进行的以下步骤:
[0008]
S1、根据飞行器或航摄仪在拍照坐标点的坐标信息、姿态信息和航摄仪的参数信息、目标区域的区域地理信息,获得拍照坐标点上航片的地面投影数据;
[0009]
S2、将S1获得的地面投影数据与目标区域已知数据做对比,若两数据之 间有交集,获得拍照坐标点的航拍数据,若无交集,剔除拍照坐标点的航拍数据或在拍照坐标点不进行航拍。
[0010]
现有技术中,虽然考虑并解决了航测目标区域的航片重叠率问题,但是在航摄过程中,航摄仪会拍摄许多与目标区域无关的航片数据,这样不仅占用航摄仪的存储容量,还给后期数据处理增加负担,即:不仅增加航摄仪硬件成本、同时增加数据处理模块或装置投入成本、增加数据处理时间成本等。
[0011]
本方案中,针对具体的拍照坐标点飞行器的参数、航摄仪的参数以及拍照坐标点所处目标区域的区域地理信息,先判断航摄仪在拍照坐标点所获得的地面投影数据与目标区域已知数据的关系,选择是否存储拍照坐标点的航拍数据,这样,可以有效剔除无用航拍数据,从而达到减少无用航片量,达到减小航测作业过程中的数据存储量、数据处理量和提高数据处理效率的目的。
[0012]
作为本领域技术人员,以上在实现存储拍照坐标点的航拍数据或剔除拍照坐标点的航拍数据时,所述存储为:在拍照坐标点进行航拍后存储所得航拍数据;所述剔除为以下方式中的任意一种:一、在拍照坐标点进行航拍前由于判断为不满足重叠要求,在拍照坐标点不进行航拍,即整个过程在拍照坐标点并没有进行航拍;二、在拍照坐标点进行航拍后由于不满足重叠要求,再删除所得数据。
[0013]
更进一步技术方案为:
[0014]
具体的,在步骤S2中,若判断为两数据之间有交集,在拍照坐标点进行航拍,获得航拍数据;若判断为无交集,在拍照坐标点不进行航拍。本方案即为,通过计算反馈给航摄仪是否拍照:在拍照坐标点进行航拍前由于通过两数据判断为不满足重叠要求,在拍照坐标点不进行航拍,即整个过程在拍照坐标点并没有进行航拍的情况。作为本领域技术人员,在实现本方案时,可以是飞 行器到达拍照坐标点后再执行以上过程或未到达拍照坐标点即进行判断,针对未到达拍照坐标点的情况,由于目标区域的区域地理信息是固定的,所搭载的航摄仪的参数信息是一定的,故所述飞行器或航摄仪在拍照坐标点的姿态信息需要预判,以上预判根据飞行器的参数信息和飞行区域的天气情况信息即可完成。针对预判情况,可使得飞行器的利用效率达到最大化。针对上述情况,由于计算重叠要求的时间非常短,实际拍照点与拍照坐标点距离很近,可以将飞行器或航摄仪在实际拍照点的坐标信息与姿态信息等同于飞行器或航摄仪在拍照坐标点的坐标信息与姿态信息。
[0015]
具体的,在拍照坐标点进行航拍,在步骤S2中,若判断为两数据之间有交集,保留航拍数据;若判断为无交集,删除航拍数据。针对剔除,此情况即为:在拍照坐标点进行航拍后由于通过两数据判断为不满足重叠要求,再删除所得数据的情况。相较于前一情况,针对存储拍照坐标点的航拍数据的情况,根据现有处理器性能,虽然地面投影数据计算(重叠率判断)所需时间很短,但由于飞行器处于飞行状态,实际航摄仪拍照时飞行器的坐标及姿态信息已经发生变化,相比而言,前一情况会引入误差,本方案采用的方式获得的航拍数据更加准确。
[0016]
所述拍照坐标点为由经度、纬度和海拔数据决定的空间中的点;
[0017]
所述姿态信息包括角速度信息和加速度信息;
[0018]
所述坐标信息包括经度、纬度、海报高度信息;
[0019]
所述参数信息包括航摄仪几何参数信息和光学参数信息;
[0020]
所述区域地理信息为目标区域的海拔信息或目标区域DEM信息等高程数据。
[0021]
所述目标区域已知数据为KML数据或SHP数据等矢量数据。
[0022]
为利于航拍数据质量或扩大拍照坐标点所获得航拍数据覆盖的范围,所述航摄仪包括多个拍照模块。
[0023]
不同拍照模块覆盖不同的拍摄区域。本方案即为扩大拍照坐标点所获得航拍数据覆盖范围的情况。
[0024]
为使得航摄仪中各摄像头均能够独立工作,设置为:所述航摄仪中,拍照模块均连接有独立的控制模块。采用本方案,所述控制模块用于控制对应的拍照模块是否工作或/和所得航拍数据是否保留。
[0025]
为使得飞行器具有悬停功能或低速飞行性能,以在拍照坐标点悬停拍摄、低速飞行拍摄,利于航拍数据的准确性和航拍质量,设置为:所述飞行器为多旋翼飞行器或复合翼飞行器。
[0026]
同时,本方案还提供了一种可提出多于航片的航测装置:包括飞行器及搭载在飞行器上的航摄仪,包括搭载在飞行器或航摄仪上的姿态信息模块和坐标信息模块,所述姿态信息模块用于获取飞行器或航摄仪的姿态信息,所述坐标信息模块用于获取飞行器或航摄仪的坐标信息;
[0027]
还包括搭载在飞行器或航摄仪上的航摄仪控制模块,所述航摄仪控制模块用于控制航摄仪,且航摄仪控制模块的控制方式为以下方式中的任意一种:1、控制航摄仪是否拍摄;2、控制航摄仪是否删除已拍摄的数据。本装置作为所述方法的硬件支持,用于实现所述方法,从而达到减小航测作业过程中的数据处理量、提高数据处理效率的目的。作为本领域技术人员,针对所述参数信息,现有航摄仪一般具有固定的参数信息,在具体运用时,可直接获得航摄仪的参数信息。
[0028]
所述航摄仪控制模块用于控制航摄仪是否拍摄。
[0029]
所述航摄仪控制模块用于控制航摄仪是否删除已拍摄的数据。
[0030]
所述航摄仪的工作参数包括几何参数及光学参数。
[0031]
所述航摄仪包括多个拍照模块。
[0032]
不同拍照模块覆盖不同的拍摄区域。
[0033]
各拍照模块均连接有独立的航摄仪控制模块。
[0034]
所述飞行器为多旋翼飞行器或复合翼飞行器;
[0035]
所述姿态信息包括飞行器或航摄仪的角速度信息和加速度信息,所述坐标信息包括飞行器或航摄仪所在经度、纬度和海拔数据。
[0036]
本发明具有以下有益效果:
[0037]
本方案中,针对具体的拍照坐标点飞行器的参数、航摄仪的参数以及拍照坐标点所处目标区域的区域地理信息,先判断航摄仪在拍照坐标点所获得的地面投影数据与目标区域已知数据的关系,选择是否存储拍照坐标点的航拍数据,这样,可以有效剔除无用航拍数据,从而达到减少无用航片量,达到减小航测作业过程中的数据存储量、数据处理量和提高数据处理效率的目的。

附图说明

[0038]
图1为本发明所述的一种可剔除多余航片的航测方法的原理图;
[0039]
图2为本发明所述的一种可剔除多余航片的航测方法的一个具体实施例的实现流程图,该流程图反映根据重叠率选择是否在拍照坐标点进行航拍的情况;
[0040]
图3为本发明所述的一种可剔除多余航片的航测方法的一个具体实施例的实现流程图,该流程图反映根据重叠率,选择是否存储在拍照坐标点所得的航片数据的情况;
[0041]
图4为本发明所述的一种可剔除多余航片的航测装置一个具体实施例的结构拓扑图。

具体实施方式

[0042]
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明,但是本发明不仅限于以下实施例:
[0043]
实施例1:
[0044]
如图1至图3所示,一种可剔除多余航片的航测方法,包括顺序进行的以下步骤:
[0045]
S1、根据飞行器或航摄仪在拍照坐标点的坐标信息、姿态信息和航摄仪的参数信息、目标区域的区域地理信息,获得拍照坐标点上航片的地面投影数据;
[0046]
S2、将S1获得的地面投影数据与目标区域已知数据做对比,若两数据之间有交集,获得拍照坐标点的航拍数据,若无交集,剔除拍照坐标点的航拍数据或在拍照坐标点不进行航拍。
[0047]
现有技术中,虽然考虑并解决了航测目标区域的航片重叠率问题,但是在航摄过程中,航摄仪会拍摄许多与目标区域无关的航片数据,这样不仅占用航摄仪的存储容量,还给后期数据处理增加负担,即:不仅增加航摄仪硬件成本、同时增加数据处理模块或装置投入成本、增加数据处理时间成本等。
[0048]
本方案中,针对具体的拍照坐标点飞行器的参数、航摄仪的参数以及拍照坐标点所处目标区域的区域地理信息,先判断航摄仪在拍照坐标点所获得的地面投影数据与目标区域已知数据的关系,选择是否存储拍照坐标点的航拍数据,这样,可以有效剔除无用航拍数据,从而达到减少无用航片量,达到减小航测作业过程中的数据存储量、数据处理量和提高数据处理效率的目的。
[0049]
作为本领域技术人员,以上在实现存储拍照坐标点的航拍数据或剔除拍照坐标点的航拍数据时,所述存储为:在拍照坐标点进行航拍后存储所得航拍数据;所述剔除为以下方式中的任意一种:一、在拍照坐标点进行航拍前由于判断为不满足重叠要求,在拍照坐标点不进行航拍,即整个过程在拍照坐标点并 没有进行航拍;二、在拍照坐标点进行航拍后由于不满足重叠要求,再删除所得数据。
[0050]
为更好的解释本实施例,图1给出了本航测方法的原理图,本原理图基于搭载有五个摄像头(相机)的航摄仪,该图中,所述相机地面投影即为:各摄像头(相机)的拍摄覆盖区域,同时给出了两个拍照坐标点的拍摄覆盖区域情况。本图中,航片1.2.3.4.5与目标区域的重叠率=0,即为无重叠(无交集)的情况,航片6.7.8.9.10与目标区域的重叠率>0,即为有重叠(有交集)的情况。
[0051]
图2给出了采用以上所述的第一种剔除方式的实现流程,具体的:航摄仪或者飞行器上安装有IMU、PPK(GPS)模块、处理器模块,可以实时获取及处理信息,根据上述模块获取的信息及已知信息(航摄仪几何参数、光学参数,目标区域最低海拔/目标区域DEM)可得到每张将要拍摄的航片的地面投影数据,与已知数据(目标区域的KML、SHP等矢量数据)做计算,若重叠率>0,则航片与目标区域有交集,反馈给航摄仪中与之对应的相机进行拍照,反之则不拍照。
[0052]
图3给出了采用以上所述的第二种剔除方式的实现流程。具体的:航摄仪或者飞行器上安装有IMU、PPK(GPS)模块、处理器模块,可以实时获取及处理信息,飞行器的在A拍照点拍完照,继续飞向B拍照点的途中,根据上述模块获取的信息及已知信息(航摄仪几何参数、光学参数,目标区域最低海拔/目标区域DEM)可得到每张将要拍摄的航片在A点的地面投影数据,与已知数据(目标区域的KML、SHP等矢量数据)做计算,若重叠率>0,则保留该航片,若重叠率=0,则删除该航片。
[0053]
采用本实施例提供的方案,可大大减少无用航片的数量,将其降为0。
[0054]
实施例2:
[0055]
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定,如图2所示,具体的,在步骤S2中,若判断为两数据之间有交集,在拍照坐标点进行航拍,获得航拍数据;若判断为无交集,在拍照坐标点不进行航拍。本方案即为,通过计算反馈给航摄仪是否拍照:在拍照坐标点进行航拍前由于通过两数据判断为不满足重叠要求,在拍照坐标点不进行航拍,即整个过程在拍照坐标点并没有进行航拍的情况。作为本领域技术人员,在实现本方案时,可以是飞行器到达拍照坐标点后再执行以上过程或未到达拍照坐标点即进行判断,针对上述情况,由于计算重叠要求的时间非常短,实际拍照点与拍照坐标点距离很近,可以将飞行器或航摄仪在实际拍照点的坐标信息与姿态信息等同于飞行器或航摄仪在拍照坐标点的坐标信息与姿态信息。针对未到达拍照坐标点的情况,由于目标区域的区域地理信息是固定的,所搭载的航摄仪的参数信息是一定的,故所述飞行器或航摄仪在拍照坐标点的姿态信息需要预判,以上预判根据飞行器的参数信息和飞行区域的天气情况信息即可完成。针对预判情况,可使得飞行器的利用效率达到最大化。
[0056]
实施例3:
[0057]
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定,如图3所示,具体的,在拍照坐标点进行航拍,在步骤S2中,若判断为两数据之间有交集,保留航拍数据;若判断为无交集,删除航拍数据。针对剔除,此情况即为:在拍照坐标点进行航拍后由于通过两数据判断为不满足重叠要求,再删除所得数据的情况。相较于前一情况,针对存储拍照坐标点的航拍数据的情况,根据现有处理器性能,虽然地面投影数据计算(重叠率判断)所需时间很短,但由于飞行器处于飞行状态,实际航摄仪拍照时飞行器的坐标及姿态信息已经发生变化,相比而言,前一情况会引入误差,本方案采用的方式获得的航拍数据更加准确。
[0058]
实施例4:
[0059]
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定,所述拍照坐标点为由经度、纬度和海拔数据决定的空间中的点;
[0060]
所述姿态信息包括角速度信息和加速度信息;
[0061]
所述坐标信息包括经度、纬度、海报高度信息;
[0062]
所述参数信息包括航摄仪几何参数信息和光学参数信息;
[0063]
所述区域地理信息为目标区域的海拔信息或目标区域DEM信息等高程数据。
[0064]
所述目标区域已知数据为KML数据或SHP数据等矢量数据。
[0065]
实施例5:
[0066]
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定,为利于航拍数据质量或扩大拍照坐标点所获得航拍数据覆盖的范围,所述航摄仪包括多个拍照模块。
[0067]
不同拍照模块覆盖不同的拍摄区域。本方案即为扩大拍照坐标点所获得航拍数据覆盖范围的情况。
[0068]
为使得航摄仪中各拍照模块均能够独立工作,设置为:所述航摄仪中,各拍照模块均连接有独立的控制模块。采用本方案,所述控制模块用于控制对应的拍照模块是否工作或/和所得航拍数据是否保留。
[0069]
实施例6:
[0070]
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定,为使得飞行器具有悬停功能或低速飞行性能,以在拍照坐标点悬停拍摄、低速飞行拍摄,利于航拍数据的准确性和航拍质量,设置为:所述飞行器为多旋翼飞行器或复合翼飞行器。
[0071]
实施例7:
[0072]
本实施例提供一种用于实现以上实施例的装置,如图4所示,一种可提出 多于航片的航测装置:包括飞行器及搭载在飞行器上的航摄仪,包括搭载在飞行器或航摄仪上的姿态信息模块和坐标信息模块,所述姿态信息模块用于获取飞行器或航摄仪的姿态信息,所述坐标信息模块用于获取飞行器或航摄仪的坐标信息;
[0073]
还包括搭载在飞行器或航摄仪上的航摄仪控制模块,所述航摄仪控制模块用于控制航摄仪,且航摄仪控制模块的控制方式为以下方式中的任意一种:1、控制航摄仪是否拍摄;2、控制航摄仪是否删除已拍摄的数据。本装置作为所述方法的硬件支持,用于实现所述方法,从而达到减小航测作业过程中的数据处理量、提高数据处理效率的目的。作为本领域技术人员,针对所述参数信息,现有航摄仪一般具有固定的参数信息,在具体运用时,可直接获得航摄仪的参数信息。
[0074]
所述航摄仪控制模块用于控制航摄仪是否拍摄。
[0075]
所述航摄仪控制模块用于控制航摄仪是否删除已拍摄的数据。
[0076]
所述航摄仪的工作参数包括几何参数及光学参数。
[0077]
所述航摄仪包括多个拍照模块。
[0078]
不同拍照模块覆盖不同的拍摄区域。
[0079]
各拍照模块均连接有独立的航摄仪控制模块。
[0080]
所述飞行器为多旋翼飞行器或复合翼飞行器;
[0081]
所述姿态信息包括飞行器或航摄仪的角速度信息和加速度信息,所述坐标信息包括飞行器或航摄仪所在经度、纬度和海拔数据。
[0082]
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式,均应包 含在本发明的保护范围内。

权利要求书

[权利要求 1]
一种可剔除多余航片的航测方法,其特征在于,包括顺序进行的以下步骤: S1、根据飞行器或航摄仪在拍照坐标点的坐标信息、姿态信息和航摄仪的参数信息、目标区域的区域地理信息,获得拍照坐标点上航片的地面投影数据; S2、将S1获得的地面投影数据与目标区域已知数据做对比,若两数据之间有交集,获得拍照坐标点的航拍数据,若无交集,剔除拍照坐标点的航拍数据或在拍照坐标点不进行航拍。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的一种可剔除多余航片的航测方法,其特征在于,在步骤S2中,若判断为两数据之间有交集,在拍照坐标点进行航拍,获得航拍数据;若判断为无交集,在拍照坐标点不进行航拍。
[权利要求 3]
根据权利要求1所述的一种可剔除多余航片的航测方法,其特征在于,在拍照坐标点进行航拍,在步骤S2中,若判断为两数据之间有交集,保留航拍数据;若判断为无交集,删除航拍数据。
[权利要求 4]
根据权利要求1所述的一种可剔除多余航片的航测方法,其特征在于,所述拍照坐标点为由经度、纬度和海拔数据决定的空间中的点; 所述姿态信息包括角速度信息和加速度信息; 所述坐标信息包括经度、纬度、海报高度信息; 所述参数信息包括航摄仪几何参数信息和光学参数信息; 所述区域地理信息为目标区域的海拔信息或目标区域DEM信息。
[权利要求 5]
根据权利要求1所述的一种可剔除多余航片的航测方法,其特征在于,所述目标区域已知数据为KML数据或SHP数据。
[权利要求 6]
根据权利要求1至5中任意一项所述的一种可剔除多余航片的航测方法,其特征在于,所述航摄仪包括多个拍照模块。
[权利要求 7]
根据权利要求6所述的一种可剔除多余航片的航测方法,其特征在于,不同拍照模块覆盖不同的拍摄区域。
[权利要求 8]
根据权利要求7所述的一种可剔除多余航片的航测方法,其特征在于,所述航摄仪中,各拍照模块均连接有独立的控制模块。
[权利要求 9]
根据权利要求1至5中任意一项所述的一种可剔除多余航片的航测方法,其特征在于,所述飞行器为多旋翼飞行器或复合翼飞行器。
[权利要求 10]
一种可剔除多余航片的航测装置,包括飞行器及搭载在飞行器上的航摄仪,其特征在于,包括搭载在飞行器或航摄仪上的姿态信息模块和坐标信息模块,所述姿态信息模块用于获取飞行器或航摄仪的姿态信息,所述坐标信息模块用于获取飞行器或航摄仪的坐标信息; 还包括搭载在飞行器或航摄仪上的航摄仪控制模块,所述航摄仪控制模块用于控制航摄仪,且航摄仪控制模块的控制方式为以下方式中的任意一种:1、控制航摄仪是否拍摄;2、控制航摄仪是否删除已拍摄的数据。
[权利要求 11]
根据权利要求10所述的一种可剔除多余航片的航测装置,其特征在于,所述航摄仪控制模块用于控制航摄仪是否拍摄。
[权利要求 12]
根据权利要求10所述的一种可剔除多余航片的航测装置,其特征在于,所述航摄仪控制模块用于控制航摄仪是否删除已拍摄的数据。
[权利要求 13]
根据权利要求10所述的一种可剔除多余航片的航测装置,其特征在于,所述航摄仪的工作参数包括几何参数及光学参数。
[权利要求 14]
根据权利要求10所述的一种可剔除多余航片的航测装置,其特征在于,所述航摄仪包括多个拍照模块。
[权利要求 15]
根据权利要求14所述的一种可剔除多余航片的航测装置,其特征在于,不同拍照模块覆盖不同的拍摄区域。
[权利要求 16]
根据权利要求15所述的一种可剔除多余航片的航测装置,其特征在于,各拍照模块均连接有独立的航摄仪控制模块。
[权利要求 17]
根据权利要求10至16中任意一项所述的一种可剔除多余航片的航测装置,其特征在于,所述飞行器为多旋翼飞行器或复合翼飞行器。
[权利要求 18]
根据权利要求10至16中任意一项所述的一种可剔除多余航片的航测装置,其特征在于,所述姿态信息包括飞行器或航摄仪的角速度信息和加速度信息,所述坐标信息包括飞行器或航摄仪所在经度、纬度和海拔数据。

附图

[ 图 1]  
[ 图 2]  
[ 图 3]  
[ 图 4]