CN101634554A - 一种智能定点曝光航空摄影方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能定点曝光航空摄影方法，航空摄影测量作业时，中心控制计算机连接GPS接收仪和曝光驱动传感器，通过记录GPS信号正常的坐标数据，拟合飞行平台的飞行轨迹，预测GPS信号不正常时飞行平台的实时坐标。通过比较前后点坐标和设计曝光点相比较，采用跨越策略判断飞行平台与设计曝光点的位置驱动曝光传感器实现智能定点曝光航空摄影。智能定点曝光航空摄影方法克服了传统定时或手动的航空摄影方法，可以保证空中作业实际曝光点和设计曝光点精度在5米以内，满足地形起伏较大地区变基线航空摄影的基本问题。

Description

一种智能定点曝光航空摄影方法

技术领域

本发明专利是一种智能定点曝光航空摄影方法，属于航空摄影测量和控制技术领域。

背景技术

智能定点曝光航空摄影方法是在传统航空摄影采用定时或者手动的情况下提出来的。传统手动的曝光方法主要是通过摄影操作员通过辅助设备观察航空相机的位置，判断影像重叠等各项参数，人工驱动曝光传感器进行曝光。传统定时的曝光方法主要根据航空摄影区域地形条件和飞行平台速度等参数设定曝光时间间隔，在每条航线的首末两端都设定了所谓的开机点和关机点。摄影操作员在每条航线的开机点启动航空相机，每隔固定的时间去动曝光传感器进行曝光，到每条航线的关机点摄影操作员关闭航空相机。智能定点曝光航空摄影方法改善了定时或者手动方法工作量大(需要摄影操作员高注意力的工作)、不能满足高程起伏较大的地区须变基线航空摄影的缺点，特别当有一两张影像受云遮挡等因素影响质量不好时，一般需要重新飞行整个航线。智能定点曝光航空摄影方法采用GPS进行飞行平台导航，同时控制飞行平台的实时位置，通过智能学习飞行平台的航线轨迹，在导航信号质量不高、发生错误等情况下预测飞行平台的实时位置，在预先设计好的航线和曝光点位置驱动传感器进行曝光。智能定点曝光航空摄影方法具有操作简单(可实现无人自动控制)、性能稳定(克服了导航信号质量问题)、定点精度高等特点。智能定点曝光航空摄影方法不仅满足有人飞行平台自动控制作业的需要，而且对于超轻型无人机遥感平台也能采用同一航线重复飞行的方式克服其重叠率不够，或者出现影像空洞等缺点。智能定点曝光航空摄影方法将有望彻底取代传统手动或者定时的航空摄影方法，实现变基线的航空摄影作业，其定点曝光精度能够实现精确补飞，克服由于云遮挡等天气原因引起的个别影像质量不好的问题，加大航空摄影作业的稳定性。智能定点曝光航空摄影方法可以集成到航空摄影测量、机载遥感平台等设备上，主要应用领域为国土、测绘、灾害应急、水利、公路、铁路、城建、环保等部门。

智能定点曝光航空摄影方法是为了取代航空摄影测量和机载遥感的传统手动或者定时曝光而研发的，其作业结果在航向的定点曝光精度在5米以内，甚至可以达到亚米级。智能定点曝光航空摄影方法涉及到测绘、航空摄影测量、近景测量、工程测量、机载遥感等技术领域。

目前常用的定时曝光或者手动曝光两种方式，不能满足数字化的航空摄影和机载遥感的需要，采用智能定点曝光航空摄影方法可以克服其为了满足规范要求而加大工作量的弊病。

发明内容：

本发明专利真是针对现有航空摄影或机载遥感的曝光控制的上述技术缺点而提出一种智能定点曝光航空摄影方法，其目的是采用智能定点曝光航空摄影方法实现高精度的定点曝光，提高航空摄影的可控制性、作业准确度和作业稳定性。主要发明内容包括：①在进行航空摄影作业时，中心控制计算机能够学习GPS信号正常时飞行平台的运行轨迹；②对于GPS信号不正常时，中心控制计算机能够根据1学习的轨迹对飞行平台的实时坐标进行预测，对于GPS信号正常时，可直接利用GPS信号解析坐标进行定点曝光；③采用的跨越式曝光策略可以保证对于不同飞行速度的飞行平台其曝光误差小于5米。

本发明专利是通过以下措施来实现的：

利用智能定点曝光航空摄影方法进行航空摄影作业时，中心控制计算机连接GPS接收仪和曝光驱动传感齐，中心控制计算机记录任意飞行时刻的前5个GPS信息正常的点坐标和获取点坐标的时间，当检测到GPS信号不正常时，如卫星失锁、GPS坐标发生大跳跃时，进行GPS坐标预测。采用最小二乘法，拟合飞行平台飞行轨迹方程。计算飞行平台的飞行速度，通过飞行速度和平台飞行轨迹方程计算飞行平台点C的实时坐标。这样就克服了由于GPS不正常而产生定点曝光漏曝的问题。在曝光控制中当数字航空摄影仪接近设计曝光点进行曝光的判断条件采用的是跨越策略。假设曝光点为S，飞行平台搭载数字航空摄影仪为T，飞行平台获取坐标的上一个点为T₀，当点S位于点T和点T₀的连线之间就驱动传感器进行曝光。这种跨越策勒可以克服不同飞行速度的飞行平台引起的不同误差。采用智能定点曝光航空摄影方法可以保证空中作业实际曝光点和设计曝光点精度在5米以内，如果在平坦地区进行等基线航空摄影，智能定点曝光航空摄影方法可以保证因为云遮挡影响影像质量的个别曝光点位置进行精确曝光。如果在地形起伏较大的区域进行变基线航空摄影，智能定点曝光航空摄影方法可以保证相邻影像重叠度接近设计重叠度

Claims (1)

1. 一种智能定点曝光航空摄影方法是通过正常的GPS坐标预测GPS信号不正常时飞行平台的坐标，实现智能定点曝光航空摄影。主要特征包括：1)在进行航空摄影作业时，中心控制计算机能够学习GPS信号正常时飞行平台的运行轨迹；2)对于GPS信号不正常时，中心控制计算机能够根据1学习的轨迹对飞行平台的实时坐标进行预测；3)采用的跨越式曝光策略可以保证对于不同飞行速度的飞行平台其曝光误差小于5米。如果在平坦地区进行等基线航空摄影，智能定点曝光航空摄影方法可以保证因为云遮挡影响影像质量的个别曝光点位置进行精确曝光。如果在地形起伏较大的区域进行变基线航空摄影，智能定点曝光航空摄影方法可以保证相邻影像重叠度接近设计重叠度。