一种单镜头无人机倾斜摄影的航带生成方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术单镜头无人机倾斜摄影的航带生成方法，属于无人机测绘方法领域，航带生成方法包括所述无人机获取盘旋基点对应的基点坐标及m0环飞圈的半径R沿所述m0环飞圈进行间隔拍摄一周，获取m0环飞圈对应的m0子航带，接着所述无人机先沿着盘旋基点与m1起点坐标组成连线从盘旋基点直飞至m1起点坐标，再从沿着所述m1环飞圈间隔拍摄一周，获取m1环飞圈对应的m1子航带，重复上述步骤，直至所述无人机获取m

【技术实现步骤摘要】
一种单镜头无人机倾斜摄影的航带生成方法及装置


[0001]本专利技术涉及无人机测绘方法领域，尤其涉及一种单镜头无人机倾斜摄影的航带生成方法以及用于上述航带生成方法的航带生成装置。

技术介绍

[0002]在实景三维模型重建过程中常常采用单相机倾斜摄影对待拍摄区域进行拍摄，单相机倾斜摄影具有设备采购成本低优势。但单相机倾斜摄影过程中由于其仅有单个成像传感器且朝向固定，若采用直飞方式，无人机需要经过多次横向及纵向飞行才能够实现在某个较大区域的覆盖，而且由于横向及纵向飞行通常最多能够拍摄到被拍摄物体的四个面，故其通常是有一定盲区的。若采用绕飞的方式，通常用于单个建筑物的拍摄，在进行区域环绕倾斜摄影测量时，由于环绕拍摄分辨率的不均匀性，容易造成数字模型破洞或模型几何精度超限。
[0003]中国专利文献CN107270910A公开的一种单相机倾斜摄影航飞线路设计方法、系统及航拍摄影方法，其采用直飞方式覆盖待拍摄区域，参照其附图可知为了覆盖由ABCD构成的矩形区域其需要再横向及纵向进行多次往复飞行，拍摄时间长、航程长且极大增加了无人机的使用成本。若采用绕飞的方式，虽然能够对拍摄对象进行360
°
覆盖，但很难实现某个较大区域的覆盖。中国专利文献 CN106444841B公开了一种基于多旋翼无人机倾斜摄影系统的航线规划方法，其提及了规划所述拍摄航线为围绕所述高层建筑物的范围的包络飞行航线，所述包络飞行航线包括若干自上而上或者在下而上的航线圈，根据所述分辨率得到最低航线圈的航高，这是方式虽然能够实现对单个高层建筑物的360
°
覆盖，但其很难实现对某个较大区域多个建筑的360
°
均匀覆盖。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题在于提出一种单镜头无人机倾斜摄影的航带生成方法，能够实现某个较大区域内多个被拍摄物体的360
°
均匀全覆盖，且相邻的多个环飞圈之间没有死角或者盲区。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供的单镜头无人机倾斜摄影的航带生成方法，按如下步骤实施：
[0007]S00：无人机获取航线生成模块提供的第w条任务航线对应的基点坐标及航带推进矢量及环飞圈的半径R，所述无人机的飞行控制模块依据航带推进矢量及环飞圈的R确定环飞圈m
v
的总数量n。
[0008]S10：所述无人机依据第1个环飞圈m0的基点坐标及m0环飞圈的半径R沿所述m0环飞圈进行间隔拍摄一周，获取m0环飞圈对应的m0子航带。
[0009]S30：间隔拍摄一周后，所述无人机回到m0的基点坐标并获取相邻的m1环飞圈的m1盘旋点对应的m1起点坐标及m1环飞圈的半径R，所述无人机先沿着基点坐标与m1起点坐标组成连线从盘旋基点直飞至m1盘旋点，再从沿着所述m1环飞圈间隔拍摄一周，获取m1环飞圈对
应的m1子航带。
[0010]S40：间隔拍摄一周后，所述无人机回到m1盘旋点并获取相邻的m2环飞圈的盘旋点对应的m2起点坐标及m2环飞圈的半径，重复S30步骤，直至所述无人机获取m
n
环飞圈对应的m
n
子航带。
[0011]S50：所述无人机将m0子航带、m1子航带、直至m
n
子航带对应影像序列组合，形成第w条航带影像序列集合，并存储至存储模块。
[0012]本专利技术提供的进一步技术方案在于，所述无人机依据所述待拍摄区域的形状、边界尺寸及面积计算出盘旋基点、航带的总条数M，所述盘旋基点为第1 条航带的第1个环飞圈m0的基点坐标，重复S00步骤至S50步骤，得到M条航带影像序列集合。
[0013]本专利技术提供的进一步技术方案在于，若第w条航带的航带推进矢量的指向是从左至右时，所述无人机顺时针飞行，则第w+1条航带的航带推进矢量的指向是从右至左，所述无人机逆时针飞行，第w+1条航带的第1个环飞圈m0的基点坐标计算方法如下：将第w条航带的最后两个环飞圈m
n-1
和m
n
的交点坐标作为第w+1条航带的第1个环飞圈m0的圆心坐标，将圆心坐标沿航带推进矢量的垂直方向偏移d
w
，偏移方向为航带推进矢量的右侧，偏移距离为 d
w
＝R，从而得到第w+1条航带的第1个环飞圈m0的基点坐标。
[0014]本专利技术提供的进一步技术方案在于，若第w条航带的航带推进矢量的指向是从右至左时，所述无人机逆时针飞行，则第w+1条航带的航带推进矢量的指向是从左至右，所述无人机顺时针飞行，第w+1条航带的第1个环飞圈m0的基点坐标计算方法如下：将第w条航带的最后两个环飞圈m
n-1
和m
n
的交点坐标作为第w+1条航带的第1个环飞圈m0的圆心坐标，将圆心坐标沿航带推进矢量的垂直方向偏移d
w
，偏移方向为航带推进矢量的右侧，偏移距离为 d
w
＝R，从而得到第w+1条航带的第1个环飞圈m0的基点坐标。
[0015]本专利技术提供的进一步技术方案在于，所述环飞圈m
v
均配置为圆形圈，在第 w条航带中，任意的第v环飞圈m
v
的圆心与第v+1环飞圈m
v+1
的圆心之间的距离 0.5R≤D
v
≤R。
[0016]本专利技术提供的进一步技术方案在于，所述无人机包括带单镜头的相机，所述相机朝被拍摄物体所在侧倾斜，任一个环飞圈的有效拍摄区域的垂直纹理影像分辨率均从中心向边缘减弱。
[0017]本专利技术提供的进一步技术方案在于，所述影像序列集合用于实景三维模型建模时，若实景三维模型建模需要的所述影像序列集合中照片数据重叠度越高，环飞圈的半径R则越小。
[0018]本专利技术提供的进一步技术方案在于，在任一条w条航带中，所述无人机沿着所述环飞圈绕飞时，带单镜头的相机以第一预设周期间隔拍摄一周，从无人机任意的第v环飞圈m
v
向第v+1环飞圈m
v+1
直飞过程中，带单镜头的所述相机以第二预设周期进行间隔拍摄。
[0019]本专利技术提供的进一步技术方案在于，航高0.5H≤环飞圈的半径R≤航高 1.5H。
[0020]本专利技术还提供的一种用于上述的单镜头无人机倾斜摄影的航带生成方法的航带生成装置，包括：
[0021]航线生成模块，用于依据待拍摄区域的边界尺寸及面积生成多条任务航线。
[0022]飞行控制模块，用于依据多条所述任务航线控制无人机沿航线飞行。
[0023]带单镜头的相机，用于以预设周期拍摄照片，并生成航带数据。
[0024]存储模块，用于存储所述航带数据。
[0025]本专利技术提供的进一步技术方案在于，多条所述任务航线的集合为全覆盖航线，所述全覆盖航线覆盖整个所述待拍摄区域，所述航线生成模块包括用于计算最短全覆盖航线的最短路计算单元及用于规划航线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单镜头无人机倾斜摄影的航带生成方法，其特征在于，按如下步骤实施：S00：无人机获取航线生成模块提供的第w条任务航线对应的基点坐标及航带推进矢量及环飞圈的半径R，所述无人机的飞行控制模块依据航带推进矢量及环飞圈的R确定环飞圈m
v
的总数量n；S10：所述无人机依据第1个环飞圈m0的基点坐标及m0环飞圈的半径R沿所述m0环飞圈进行间隔拍摄一周，获取m0环飞圈对应的m0子航带；S30：间隔拍摄一周后，所述无人机回到m0的基点坐标并获取相邻的m1环飞圈的m1盘旋点对应的m1起点坐标及m1环飞圈的半径R，所述无人机先沿着基点坐标与m1起点坐标组成连线从盘旋基点直飞至m1盘旋点，再从沿着所述m1环飞圈间隔拍摄一周，获取m1环飞圈对应的m1子航带；S40：间隔拍摄一周后，所述无人机回到m1盘旋点并获取相邻的m2环飞圈的盘旋点对应的m2起点坐标及m2环飞圈的半径，重复S30步骤，直至所述无人机获取m
n
环飞圈对应的m
n
子航带；S50：所述无人机将m0子航带、m1子航带、直至m
n
子航带对应影像序列组合，形成第w条航带影像序列集合，并存储至存储模块。2.根据权利要求1所述的单镜头无人机倾斜摄影的航带生成方法，其特征在于：所述无人机依据待拍摄区域的形状、边界尺寸及面积计算出盘旋基点、航带的总条数M，所述盘旋基点为第1条航带的第1个环飞圈m0的基点坐标，重复S00步骤至S50步骤，得到M条航带影像序列集合。3.根据权利要求1或2所述的单镜头无人机倾斜摄影的航带生成方法，其特征在于：若第w条航带的航带推进矢量的指向是从左至右时，所述无人机顺时针飞行，则第w+1条航带的航带推进矢量的指向是从右至左，所述无人机逆时针飞行，第w+1条航带的第1个环飞圈m0的基点坐标计算方法如下：将第w条航带的最后两个环飞圈m
n-1
和m
n
的交点坐标作为第w+1条航带的第1个环飞圈m0的圆心坐标，将圆心坐标沿航带推进矢量的垂直方向偏移d
w
，偏移方向为航带推进矢量的右侧，偏移距离为d
w
＝R，从而得到第w+1条航带的第1个环飞圈m0的基点坐标。4.根据权利要求1或2所述的单镜头无人机倾斜摄影的航带生成方法，其特征在于：若第w条航带的航带推进矢量的指向是从右至左时，所述无人机...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢增辉，徐建文，李国添，黄盛杰，
申请(专利权)人：广州飞图信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：