CN104101329A - 无人机飞行质量检查系统 - Google Patents

Abstract

准确地检查无人机的飞行质量至关重要，本发明是针对无人机航空摄影的飞行质量的检查需求而开发的系统。本发明针对航空飞行的影像，采用交互式快速计算出影像的质量参数，包括重叠度、旋角、航线弯曲度以及航高差等。特别对旋角和重叠度的计算具有创新性且结果可靠，在满足工程生产的条件下，采取边长量测的方法，推导出重叠度的计算公式，准确地获得无人机影像的航向和旁向重叠度，成功的解决了航飞影像重叠度计算不准确的难题。

Description

无人机飞行质量检查系统

技术领域

本发明是针对无人机航空摄影的飞行质量的检查需求而开发的系统。

背景技术

无人机具有成本低、效率高、分辨率高等特点，但无人机摄取中存在数量多，像幅小，基线短、重叠度不规则且倾角过大等问题。因此为保证后续内业工作能顺利完成，质量评价工作是前期必须完成的，飞行质量检查主要包括重叠度、旋角、航线弯曲度以及航高差等检查。在生产中，很多单位根据自身的需求开发了相应的质量检查软件。但在重叠度检查时，精度不大，考虑到飞行影像的排列方式以及飞行质量检查的重要性，本发明针对工程中实际要求，给出了重叠度计算的准确量算方法。实践证明，采用该方法判断合格的影像的重叠度，可以较好的满足工程生产的需求。

发明内容

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是在准确的计算影像旋角的基础上，准确计算影像的航向重叠度和旁向重叠度。以往重叠度检查只考虑影像重叠边长的关系，但因为影像摄取过程中存在基线短、重叠度不规则、倾角过大等问题，仅仅单纯依据边长关系来计算是不准确的。本发明在人工目视确定两个同名点，依据同名点关系，准确计算出影像，在此基础上，利用边角关系准确确定影像的重叠度。而航线弯曲度以及航高差根据POS文件信息可以准确检查。本系统主要包括工作空间设定、质量检查模块两个大模块。设置工作空间中包括影像文件的选择和保存结果文件选择等；质量检查模块包括重叠度检查、偏角检查、航向弯曲度检查、航高差检查等，同时将检查的结果输出成图表。

本发明型的有益效果在于本发明实现了无人机影像质量检查的功能，能够统一而准确的计算重叠度、旋角、航线弯曲度以及航高差等质检参数，并将结果生成统一的质检报告文件，充分地满足了航摄飞行质量的需求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明型进一步说明。

图1是本发明中基本框架图。

图2是本发明中旋角计算的几何图。

图3是本发明中影像航向重叠度的几何图。

图4是本发明中影像旁向重叠度的几何图。

图5是本发明中航线弯曲度计算的几何图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

本发明包含一个应用软件，该软件框架见图1，主要包括以下操作步骤：

步骤101：在设置工作空间中设置影像所在路径以及保存结果的路径；

步骤102：重叠度的检查开始，首先选择两对同名点；

步骤103：依据选择的同名点，计算影像的旋角；

步骤104：在选择的同名点和计算旋角的基础上，计算影像的重叠度；

步骤105：读取航飞的POS数据文件；

步骤106：依据POS点文件，进行航高差的检查。

步骤107：依据POS点文件，进行航线弯曲度的检查。

本发明提供了旋角计算的几何图，见图2，给出了如何依据两张影像选择的两对同名点计算两张影像的旋角。计算的公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}X=\mathrm{\ΔX}+(X^{\′}{+Y}^{\′}*\tan \mathrm{\κ})*\cos \mathrm{\κ}\\ Y=\mathrm{\ΔY}+(Y^{\′}-X^{\′}*\tan \mathrm{\κ})*\cos \mathrm{\κ}\end{array}\right.$

以影像左下角为原点，设选择同名点在左右像片中的坐标为(X₁，Y₁)和(X′₁，Y′₁)以及第二组(X₂，Y₂)和(X′₂，Y′₂)，将两个同名点点带入关系式，求解：

$\left\{\begin{array}{c}{X}_1=\mathrm{\ΔX}+(X_1^{\′}+Y_1^{\′}*\tan \mathrm{\κ})*\cos \mathrm{\κ}---\left(1\right)\\ Y_1=\mathrm{\ΔY}+(Y_1^{\′}-X_1^{\′}*\tan \mathrm{\κ})*\cos \mathrm{\κ}---\left(2\right)\\ X_2=\mathrm{\ΔX}+(X_2^{\′}+Y_2^{\′}*\tan \mathrm{\κ})*\cos \mathrm{\κ}---\left(3\right)\\ Y_2=\mathrm{\ΔY}+(Y_2^{\′}-X_2^{\′}*\tan \mathrm{\κ})*\cos \mathrm{\κ}---\left(4\right)\end{array}\right.$

由式(1)减去式(3)、式(2)减去式(4)得：

$\left\{\begin{array}{c}{X}_1-X_2={(X}_1^{\′}+Y_1^{\′}*\tan \mathrm{\κ}-X_2^{\′}-Y_2^{\′}*\tan \mathrm{\κ})*\cos \mathrm{\κ}---\left(5\right)\\ Y_1-Y_2=(Y_1^{\′}-X_1^{\′}*\tan \mathrm{\κ}-Y_2^{\′}+X_2^{\′}*\tan \mathrm{\κ})*\cos \mathrm{\κ}---\left(6\right)\end{array}\right.$

式(5)除以式(6)，并整理得出：

$\tan \mathrm{\κ}=\frac{(Y_2^{\′}-Y_1^{\′})*(X_2-X_1)-(X_2^{\′}-X_1^{\′})*(Y_2-Y_1)}{(Y_2^{\′}-Y_1^{\′})*(Y_2-Y_1)+(X_2^{\′}+X_1^{\′})*(X_2-X_1)}$

至此，影像旋角准确解出。

本发明还提供了航向重叠度计算的几何图，见图3，给出了如何依据两张影像选择的两对同名点计算两张影像的航向重叠度。计算的公式如下：

HF＝HG+GF

GF＝MG*tan(κ)

HE＝HF*sin(κ)

FB＝MB-MF＝MB-MG/cos(κ)

AH＝EA+EH＝EA+HF*sin(κ)

HJ＝ns*sin(κ)

DN＝AH-HJ

最终得出旁向重叠度为：

$\mathrm{HLap}=\frac{(\mathrm{AH}+\mathrm{DN})}{2*L}$

本发明还提供了旁向重叠度计算的几何图，见图4，给出了如何依据两张影像选择的两对同名点计算两张影像的旁向重叠度。同航向重叠度，可推得计算的公式如下：

$\mathrm{PLap}=\frac{(\mathrm{AB}+\mathrm{CD})}{2*L}$

本发明还提供了航线弯曲度计算的几何图，见图5，给出了如何计算一个航线的航线弯曲度。计算的公式如下：

$\mathrm{Cur}=\frac{\mathrm{\δ}}{L}$

Claims (2)

1.无人机飞行质量检查系统，其主要特征在于，包括：

影像旋角的准确计算；

所述旋角的计算，是基于两组同名点，根据所选同名点在左右影像中的行列号，结合几何关系，准确得出旋角的计算公式。

2.如权利1所述的无人机飞行质量检查系统，其特征在于，

所述旋角计算准确的基础上，利用选择的同名点，根据几何关系，准确地推导出工程中影像的重叠度(包括航向重叠度和旁向重叠度)计算公式，并在程序中成功实现。