航测精度确定方法和系统技术方案

本申请公开一种航测精度确定方法和系统。其中航测精度确定方法包括：识别有效测量点，所述有效测量点包括无人机搭载的相机在对应航点的航测范围内，且未被遮挡的拍摄点；根据所述有效测量点、所述相机的物镜投影中心、所述相机相对于所述无人机的外方位旋转矩阵构建用于求解变化量矢量的变化量等式，所述变化量矢量用于描述所述有效测量点在各个方向向所述物镜投影中心产生的变化量；根据所述变化量等式求解所述变化量矢量；根据所述变化量矢量计算所述有效测量点的航测精度。本申请可以提高所得航测精度的准确性。提高所得航测精度的准确性。提高所得航测精度的准确性。

【技术实现步骤摘要】
航测精度确定方法和系统


[0001]本申请涉及无人机测绘
，具体涉及一种航测精度确定方法和系统。

技术介绍

[0002]目前，通过对无人机的应用，结合搭载高分辨率数字彩色航摄相机获取区域影像数据及无线电遥控设备远程控制飞行等系统，利用GNSS(Global Navigation Satellite System，全球卫星导航系统)在测区布设像控点，可以实现航测遥感数据的快速获取。用户在起飞点设定了航线的飞行高度、航向重叠率、旁向重叠率、飞行速度等各项参数后，无人机会对航线进行自动规划。当前有些厂商(如大疆等无人机设备商)或相关软件能够支持基于上述参数得到针对地面点的航测精度估计。但是在实际航测外业实施这一类测绘过程中，鉴于高楼等人工地物的影响，以及自然地物的复杂性(如山体、水体和/或树木等)，无人机在不同航点的实际测绘条件是不同的。实际作业过程中，无人机对于不同地面、地物点的相对航高、以及遮挡条件的不同，会导致实际的航摄像片的重叠度和航测精度等参数存在差异，从而难以准确地确定测绘过程的航测质量。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本申请提供一种航测精度确定方法和系统，以解决传统方案难以准确地确定测绘过程的航测质量的问题。
[0004]本申请提供一种航测精度确定方法，包括：
[0005]S100，识别有效测量点，所述有效测量点包括无人机搭载的相机在对应航点的航测范围内，且未被遮挡的拍摄点；
[0006]S200，根据所述有效测量点、所述相机的物镜投影中心、所述相机相对于所述无人机的外方位旋转矩阵构建用于求解变化量矢量的变化量等式，所述变化量矢量用于描述所述有效测量点在各个方向向所述物镜投影中心产生的变化量；
[0007]S300，根据所述变化量等式求解所述变化量矢量；
[0008]S400，根据所述变化量矢量计算所述有效测量点的航测精度。
[0009]可选地，所述变化量等式包括：
[0010]dX＝[dx,dy,dz]T
＝R
cam
‑1[X
‑
X
cam
]T
，
[0011]其中，dX表示变化量矢量，dx表示有效测量点在x方向向物镜投影中心产生的第一变化量，dy表示有效测量点在y方向向物镜投影中心产生的第二变化量，dz表示有效测量点在z方向向物镜投影中心产生的第三变化量，R
cam
表示无人机的外方位旋转矩阵，X表示有效测量点，X
cam
表示相机的物镜投影中心，上标T表示转置矩阵，上标
‑
1表示求逆矩阵。
[0012]可选地，所述变化量矢量包括所述有效测量点在y方向向物镜投影中心产生的第二变化量和所述有效测量点在y方向向物镜投影中心产生的第三变化量。
[0013]可选地，所述根据所述变化量矢量计算所述有效测量点的航测精度包括：根据所述第二变化量、所述第三变化量、相机倾角计算特定夹角；根据所述特定夹角和所述第三变
化量分别获取至少一个精度指标；根据所述至少一个精度指标确定所述有效测量点的航测精度。
[0014]可选地，所述特定夹角包括：其中，θ表示特定夹角，θ
cam
表示相机倾角。
[0015]可选地，所述至少一个精度指标包括第一指标acc
lat
、第二指标acc
forw
和第三指标acc
vert
：
[0016][0017][0018][0019]所述航测精度包括：
[0020]其中，θ表示特定夹角，θ
cam
表示相机倾角，w
pixel
表示像元横向长度，h
pixel
表示像元纵向长度，f表示相机的焦距，acc表示航测精度。
[0021]可选地，所述识别有效测量点包括：S110，判断初始测量点是否在所述航测范围内；S120，若所述初始测量点在所述航测范围内，且所述初始测量点未在预先确定的遮挡点集中，则判定所述初始测量点为有效测量点。
[0022]可选地，所述判断初始测量点是否在所述航测范围内包括：
[0023]S111，获取表征所述相机在对应航点的航测范围的五面体中，与顶点相连的四条棱对应的第一组向量；
[0024]S112，获取所述第一组向量与对应测区最低水平面之间的交点对应的第二组向量；
[0025]S113，根据所述第二组向量和所述相机的物镜投影中心计算至少一个范围评价向量；
[0026]S114，根据所述至少一个范围评价向量判断所述初始测量点是否在所述航测范围内。
[0027]可选地，所述第二组向量包括第一向量v1、第二向量v2、第三向量v3和第四向量v4。
[0028]可选地，所述至少一个范围评价向量包括第一评价向量X
tetra0
和第二评价向量X
tetra1
：
[0029]X
tetra0
＝[v
1 v
2 v3]‑1(X'
‑
X
cam
)
T
，
[0030]X
tetra1
＝[v
1 v
3 v4]‑1(X'
‑
X
cam
)
T
，
[0031]其中，X'表示初始测量点，X
cam
表示相机的物镜投影中心，上标T表示转置矩阵，上标
‑
1表示求逆矩阵。
[0032]可选地，所述根据所述至少一个范围评价向量判断所述初始测量点是否在所述航测范围内包括：若任一个所述范围评价向量满足预设的第一范围要求，则判定所述初始测量点在所述航测范围内。
[0033]可选地，所述遮挡点集的确定过程包括：识别所述航测模型对应的未遮挡平面；若所述未遮挡平面的至少部分点在所述航测范围内，将所述未遮挡平面与表征所述航测范围的五面体的交集确定为测量平面；根据位于所述测量平面指定侧的点确定所述遮挡点集。
[0034]可选地，所述若所述未遮挡平面的至少部分点在所述航测范围内，将所述未遮挡平面与表征所述航测范围的五面体的交集确定为测量平面包括：若所述未遮挡平面的至少部分边缘点在五面体内，获取所述未遮挡平面与对应棱的交点，将所述交集表征的平面确定为所述测量平面。
[0035]可选地，所述交点的确定过程包括：
[0036]P
xi
＝X
cam
+v
ei
·
s，
[0037][0038]其中，P
a
表示未遮挡平面上的任意一点坐标，X
cam
表示相机的物镜投影中心，v
norm
表示未遮挡平面的法向量，v
ei
表示第一组向量中第i个向量，P
xi
表示未遮挡平面与对应棱的交点。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航测精度确定方法，其特征在于，所述航测精度确定方法包括：S100，识别有效测量点，所述有效测量点包括无人机搭载的相机在对应航点的航测范围内，且未被遮挡的拍摄点；S200，根据所述有效测量点、所述相机的物镜投影中心、所述相机相对于所述无人机的外方位旋转矩阵构建用于求解变化量矢量的变化量等式，所述变化量矢量用于描述所述有效测量点在各个方向向所述物镜投影中心产生的变化量；S300，根据所述变化量等式求解所述变化量矢量；S400，根据所述变化量矢量计算所述有效测量点的航测精度。2.根据权利要求1所述的航测精度确定方法，其特征在于，所述变化量等式包括：dX＝[dx,dy,dz]
T
＝R
cam
‑1[X
‑
X
cam
]
T
，其中，dX表示变化量矢量，dx表示有效测量点在x方向向物镜投影中心产生的第一变化量，dy表示有效测量点在y方向向物镜投影中心产生的第二变化量，dz表示有效测量点在z方向向物镜投影中心产生的第三变化量，R
cam
表示无人机的外方位旋转矩阵，X表示有效测量点，X
cam
表示相机的物镜投影中心，上标T表示转置矩阵，上标
‑
1表示求逆矩阵。3.根据权利要求2所述的航测精度确定方法，其特征在于，所述变化量矢量包括所述有效测量点在y方向向物镜投影中心产生的第二变化量和所述有效测量点在y方向向物镜投影中心产生的第三变化量；所述根据所述变化量矢量计算所述有效测量点的航测精度包括：根据所述第二变化量、所述第三变化量、相机倾角计算特定夹角；根据所述特定夹角和所述第三变化量分别获取至少一个精度指标；根据所述至少一个精度指标确定所述有效测量点的航测精度。4.根据权利要求3所述的航测精度确定方法，其特征在于，所述特定夹角包括：所述至少一个精度指标包括第一指标acc
lat
、第二指标acc
forw
和第三指标acc
vert
：：：所述航测精度包括：其中，θ表示特定夹角，θ
cam
表示相机倾角，w
pixel
表示像元横向长度，h
pixel
表示像元纵向长度，f表示相机的焦距，acc表示航测精度。5.根据权利要求1所述的航测精度确定方法，其特征在于，所述识别有效测量点包括：S110，判断初始测量点是否在所述航测范围内；S120，若所述初始测量点在所述航测范围内，且所述初始测量点未在预先确定的遮挡
点集中，则判定所述初始测量点为有效测量点。6.根据权利要求5所述的航测精度确定方法，其特征在于，所述判断初始测量点是否在所述航测范围内包括：S111，获取表征所述相机在对应航点的航测范围的五面体中，与顶点相连的四条棱对应的第一组向量；S112，获取所述第一组向量与对应测区最低水平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：全一明，陈世安，王磊，赵东升，刘广印，汤品妍，张鹏鹤，华丽婷，柴亚东，王璐，蔡巧丽，
申请(专利权)人：宁波市天一测绘设计研究有限公司，
类型：发明
国别省市：