CN110595440A - 一种倾斜摄影测量的飞行参数设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于摄影测量和遥感工程技术领域，涉及一种倾斜摄影测量的飞行参数设计方法，包括以下步骤：S1、确定相机相关属性，包括倾斜相机的焦距、倾角，相机个数、相机的摆放位置结构以及相机之间互相形成的角度；S2、确定项目任务的固定参数，根据地形条件和倾斜模型的预期结果，设定航向重叠度和旁向重叠度的具体值；S3、根据航向重叠度和旁向重叠度与飞行参数的关系式，计算出需要进行设定的飞行参数。本发明提高了飞行参数的设置准确度，进而提高了倾斜摄影测量的精度，可以广泛应用于倾斜摄影测量领域。

Description

一种倾斜摄影测量的飞行参数设计方法

技术领域

本发明属于摄影测量和遥感工程技术领域，涉及一种倾斜摄影测量的飞行参数设计方法。

背景技术

倾斜摄影测量是最近几年才发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往只能从垂直方向拍摄目标的局限，通过在飞行平台上搭载多个航摄仪，从不同视角对目标进行拍摄，采集了大量的侧视纹理，使得产品效果更加真实。倾斜摄影的特点势必带来了一些各变量几何关系上的区别，计算方法也有不同。影像覆盖范围和重叠度是其中最重要的变量，覆盖范围的准确性保证测区的完整及像控点的布设，而重叠度更是直接关系到成果质量，重叠度过大产生不必要的数据冗余，增加系统负担、降低生产效率；重叠度过小造成特征点不足容易出现误匹配甚至无法匹配，引起影像空洞，降低测量精度。而这两项指标至今仍然沿用着传统垂直摄影测量的计算方法，由此设定的参数对两者准确度产生较大偏差，严重影响后期成果质量。此外，现今的计算都是基于相机摆放在常规位置条件下(如相机内像片长边垂直于飞行方向)，这给应用范围带来了一定限制；因此，研究出一套适用于倾斜摄影测量覆盖范围和重叠度的几何计算方法以及任意位置摆放相机下的计算方法对该领域各参数的设定和后期成果质量的提高具有重要意义。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种倾斜摄影测量的飞行参数设计方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种倾斜摄影测量的飞行参数设计方法，包括以下步骤：

S1、确定相机相关属性，包括倾斜相机的焦距、倾角，相机个数、相机的摆放位置结构以及相机之间互相形成的角度；

S2、确定项目任务的固定飞行参数的值，根据地形条件和倾斜模型的预期结果，设定航向重叠度和旁向重叠度的具体值；

S3、根据航向重叠度p_航和旁向重叠度p_旁与飞行参数的关系式，计算出需要进行设定的飞行参数；所述关系式为：

其中，P_航表示航向重叠度，P_旁表示旁向重叠度；l、L、h分别为像片在地面覆盖范围对应的梯形的短边长度、长边长度和高度，D’为航线间距，D为曝光间隔时间内相机的飞行距离，D＝vΔt，v表示飞行速度，△t表示曝光间隔时间，θ和β分别为航线方向和相邻航线间距方向与像片在地面覆盖范围对应的梯形高之间的夹角，其中，θ+β＝90°。

所述步骤S2还包括计算像片在地面覆盖范围对应的梯形的短边长度l、长边长度L和高度h的步骤，计算公式为：

其中，α为相机倾角，d为像元大小，f表示相机焦距，m、n表示像元行列数，H表示航高。

所述步骤S2中，所述项目任务的固定飞行参数为相机曝光时间或飞行速度。

所述步骤S2中，固定飞行参数为飞行速度，所述步骤S3中，计算出需要进行设定的飞行参数的具体方法为：根据航向重叠度与飞行参数的关系式，计算得到飞行距离D的值；根据旁向重叠度与飞行参数的关系式，计算得到航线间距的D’的值；通过飞行距离D与飞行速度v，计算得到曝光时间△t。

所述步骤S2中，固定飞行参数为相机曝光时间△t，所述步骤S3中，计算出需要进行设定的飞行参数的具体方法为：根据航向重叠度与飞行参数的关系式，计算得到飞行距离D的值；根据旁向重叠度与飞行参数的关系式，计算得到航线间距的D’的值；通过飞行距离D与相机曝光时间△t，计算得到飞行速度值v。

所述步骤S3之后，还包括步骤：S4、设定好飞行参数后，通过步骤S3中的关系式，检验其它位置的相机航向重叠度和旁向重叠度是否能够满足要求，如不满足，则返回步骤S2，重新设定项目任务的固定参数。

所述步骤S4中，若其它相机的航向重叠度不满足要求，则重新设定相机曝光时间或飞行速度；若其它相机的旁向重叠度不满足要求，则根据旁向重叠度与飞行参数的关系式重新计算航线间距D’。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明打破了传统垂直摄影中重叠度是重叠区域边长比的概念，首次提出倾斜摄影重叠度是面积之比，通过像片覆盖的重叠面积与覆盖面积之比来计算倾斜摄影重叠度，并且根据其特定的几何关系得到了倾斜摄影的航向重叠度和旁向重叠度与飞行参数之间的关系式，根据该关系式能够对任何倾角、任何摆放位置的相机进行飞行参数的设定，本发明提高了飞行参数的设置准确度，进而提高了倾斜摄影测量的精度。

附图说明

图1为垂直摄影的几何关系图；

图2为垂直摄影中航向和旁向重叠度的计算示意图；

图3为倾斜摄影的几何关系图；

图4为像片远端对应地面列向水平距离的计算示意图；

图5为像片近端对应地面列向水平距离的计算示意图；

图6为常规位置相机的倾斜摄影航向重叠度的示意图；

图7为常规位置相机的倾斜摄影旁向重叠度的示意图；

图8为任意位置相机的倾斜摄影航向重叠度的示意图；

图9为任意位置相机的倾斜摄影旁向重叠度的示意图；

图10为本发明实施例提供的一种倾斜摄影测量的飞行参数设计装置的界面示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，传统垂直摄影测量是只搭载一个相机，相机的投影光线垂直于地面，因此几何关系简单，相片覆盖范围公式为：

其中H为航高，f为焦距，l为像片边长，L为覆盖范围边长。由此其航向重叠度P_x和旁向重叠度P_y的计算公式为：

式中lx、ly表示像片长宽；Lx、Ly代表航向、旁向重叠影像的边长尺寸。从式(2)～(3)中可以看出，若设立不同的重叠度，只需要设定相应的飞行速度、曝光间隔时间以及焦距、航高即可。

倾斜摄影则与垂直摄影有很大不同，由于相机和地面不再平行，而有了一定的倾角，其几何关系也发生相应变化(如图3所示)。通过示意图比较，明显能够看出两者几何关系的较大差异。倾斜摄影中由于相机倾角α的出现，导致像片在地面上的覆盖范围由原来的矩形变为梯形，便衍生出重叠度的分布范围也有所不同(如图6和图7所示)。短边l(即bc)为像片近端边界在地面上对应的覆盖边界边长，同理长边L(即BC)是像片远端边界在地面上对应的覆盖边界边长，圆心O为像片中心在地面上的投影点，h(即eE)为像片远端和近端在地面上投影的列向距离，而OE则是像片地面投影中心与像片远端投影边界之间的距离，可见，倘若一直沿用传统垂直摄影的计算方法去进行参数设计，其公式只考虑焦距和航高的影响，对于相机倾角α、覆盖范围变形后的长短边L和l、以及相机任意位置的摆放角度θ、β都没有考虑进来，而这几个因素是客观存在的，忽略了主要指标的几何模型必然无法得出准确的结果，进而影响参数设计的正确性。因此，需要结合实际情况针对倾斜摄影的特征重新进行相应的推导和发明，以便得到更准确的参数设计模型。

首先来推导覆盖梯形范围的高h，h是倾斜像片最远端和最近端投影到地面上的两个边界的距离差，因此分别求取最远端和最近端对应的列向距离。定义倾斜像片像元大小为d，m、n为像片行列数的一半。考虑图3中的一个垂直截面，如图4所示：△oQE’与△oAE相似，则，其中oQ/oA＝QE’/AE，OA＝H，即为航高，AE为倾斜像片最远端边界对应的地面列向边长。容易看出oQ’＝oA’-QA’，根据相机倾角α，及焦距f的关系，可以得出oA’＝f*cosα，QA’＝o'E'*sinα，而o'E＝md，所以oQ＝f*cosα-md*sinα。同理E’Q＝E’Q’+Q’Q，其中Q’Q＝f*sinα，E’Q’＝o'E'*cosα，同样o'E’＝md，则E’Q’＝md*cosα，进而得出E’Q＝f*sinα+md*cosα，同时由上述相似三角关系得出：AE＝oA*E’Q/oQ，将上述关系式全部代入该式中，并进行化简，可得出最远端边长对应列向地面距离为：

像片最近端边界对应地面列向距离的原理与最远端一致，但求解方法略有不同。如图5所示：△oRe’与△oAe相似，则Re’/Ae＝oR/oA,其中，oA＝H，即为航高，Ae为倾斜像片最近端边界对应的地面列向边长。

和远端列向距离一样，可以看出oR＝oA’+A’R，根据相机倾角α，及焦距f的关系，可以得出oA’＝f*cosα，A’R＝o’e’*sinα，而o'e’＝md，所以oR＝f*cosα+md*sinα。同理e’R＝R’R-R’e’，其中R’R＝f*sinα，R’e’＝o'e’*cosα，同样o'e’＝md，则R’e’＝md*cosα，进而得出e’R＝f*sinα-md*cosα，同时由上述相似三角关系得出Ae＝e’R*oA/oR，将上述关系式全部代入该式中，得出最近端边长对应列向地面距离为：

而地面梯形覆盖范围的高则是最远端对应边长与最近端对应边长的差，即h＝AE-Ae，将式(4)和式(5)代入得出，像片覆盖的地面梯形的高h的表达式为：

接着开始推导最远端、最近段边界对应地面行向水平的距离，如图3所示：B’C’为倾斜像片最远端边界，BC为其在地面上对应的覆盖范围行向水平距离，同样，b’c’为倾斜像片最近端边界，bc为其在地面上对应的覆盖范围行向水平距离，因此，需求出BC、bc的边长。

根据图3中几何关系，可以看出△oB’C’与△oBC相似，得出BC/B’C’＝oE/oE’，前面已经提到过，oE’²＝oo’²+E’o’²，oE²＝oA²+AE²，E’o’＝md，B’C’＝2nd，进一步得出BC＝(o'E*B’C’)/o'E’，将上述式子代入该比例关系式，得到最远端对应行向地面边长为(即梯形覆盖范围长边)：

同理计算短边，△ob’c’与△obc相似，得出bc/b’c’＝oe/oe’，其中，oe²＝oA²+Ae²、oe’²＝oo’²+o’e’²而这里的o'e’＝o'E’＝md，b’c’＝B’C’＝2nd，同样进一步bc＝(oe*b’c’)/oe’，将各个变量代入该比例关系式，得到最近端对应行向地面边长为(即梯形覆盖范围短边)：

BC为长边L，bc为短边l；将式(4)和式(5)分别带入(7)式和(8)式，可以得到：分别代入上式：

即得出覆盖范围的长边L、短边l的计算公式。

最后推导像片中心即像片原点在地面上所投影位置与长边的几何关系，即求地面梯形覆盖范围的重心。仍然如图3所示，O就是像片原点投影到地面的位置，它距梯形长边BC的距离为OE，图中很容易看出OE＝AE-OA，AE已经算出，只要知道OA就可求出梯形重心与长边之间的距离。oO为倾斜相机主光轴，oO与竖直方向的夹角就是相机倾角α，上文已提到oA就是飞行航高，因此OA＝oA*tanα，由此求得OA，便能够解出OE，这样像片原点地面投影点在梯形覆盖范围的位置也准确的描述出来。至此，通过以上推导求出了梯形的长边L，短边l，高h，以及梯形重心O的位置，至此便得到单张倾斜像片在地面覆盖范围的准确数学信息。

覆盖范围已知，接下来就以此推出像片重叠度的设定模型，本发明将设定情况分为两类。一类是相机常规摆放位置，另一类是相机任意摆放位置。第一类大多指的是多镜头中前端相机，该相机中的像片长边通常垂直于航线方向，第二类指的是除前端相机以外其他位置的相机，这些相机都非规则摆放，大都与航线方向呈一定的角度，有的甚至所有镜头都有夹角，本发明将专门针对该情况推出相应的设定方法。

首先对常规位置摆放的相机进行说明。如图6所示，p为相邻像片航向重叠度，l、L分别像片为覆盖梯形范围的短边和长边，h为梯形的高，L'为重叠部分梯形的底边，D为飞行距离，D＝vΔt，v表示飞行速度，△t为曝光间隔时间。显然，求出重叠部分构成的梯形面积就能计算出航向重叠度。

将相邻像片对应覆盖重叠建立几何关系，图中令△sbc的高为a，能看出△sbc与△sBC相似，则：SM/SK＝bc/BC，其中SM＝a，sk＝a+h，bc＝l，BC＝L，代入上式得到：

整理后得出：

又△SHH’和△SBC相似，同理：SK’/SK＝HH’/BC，其中HH’＝L’，SK’＝a+h-D，代入上式得到：

其中将a的公式代入上式，得出：

便得到求解重叠部分形成的梯形的长边的计算公式。现在，我们已经知道短边l，高h-D，便可以求出重叠梯形部分的面积S'。列式如下：

再结合覆盖范围面积公式可得出常规位置倾斜相机的航向重叠度为：

相比之下，常规位置相机的旁向重叠度则简单的多。如图7所示：l、L仍为覆盖面积长短边，h为高，P为旁向重叠度，l’、L’分别为重叠梯形的长短边，梯形高不变，D’是航线间距。其中：l’＝l-D’，L’＝L-D’，则重叠度关系式可以列为：

以上是倾斜摄影常规位置相机的航向、旁向重叠度设定方法，但在实际工作里，常规位置的相机数量相对较少，一个多镜头航摄仪中，大多数相机都会与航线方向呈一定的夹角，或者由于某些影响因素，使得原本应处于常规位置的相机出现了角度上的摆动，此时上述方法就会造成设定精度上的偏差，下面介绍本发明中，任意位置相机的重叠度计算方法。

图8为任意位置相机的倾斜摄影航向重叠度的示意图；l、L分别为梯形的短、长边，h为梯形高，P为重叠度，l’、L’分别为重叠梯形的短、长边，h'为其高，D为飞行距离，θ是航线方向与像片长边垂直方向间的夹角，我们以该参数来衡量任意位置。倾斜像片地面覆盖面积前面已经算出，只需求出l’、L’、h'便可以得出重叠部分面积，从而算出重叠度。图中可以看出该条件下的投影面位移变化比常规位置相机要复杂，本发明将投影面的位移变化分解成两个相互垂直方向位移的和。将像片投影面看作首先沿着垂直像片长边的方向移动了Dcosθ，然后在此基础上向平行于像片长边方向移动了Dsinθ，在两个方向分别解算。如图所示：梯形bcBC为上一个曝光对应投影覆盖面，b₂c₂B₂C₂为相临像片曝光后的对应投影覆盖面，GbH'B₂为移动后形成的重叠面积。Gc为重叠梯形短边l’，B₂H'为重叠梯形长边L'，GG'为其高h'。可看作梯形bcBC移动了Dcosθ后为梯形b₁c₁B₁C₁，其中需要求出HH'的边长，其计算方法与上述常规一致，仅仅是变量不同，因此得出：

求出HH'，则重叠部分长边L'＝HH'-HB2，又已知bc就是梯形短边l，则重叠部分短边l’＝l-bG，其中HB2＝bG未知。HB2＝bG＝b1b2-Fb＝Dsinθ-Fb，需先求出Fb。可以看出△Fbb1和△BEb相似，则：BE/bE＝Fb/b1b，将bE＝h，BE＝(L-l)/2，b1b2＝Dcosθ代入比例式可得：

可得出：

根据上式，可以分别求出重叠梯形的长、短边，公式如下：

又可得阴影部分的高为h-Dcosθ，则重叠部分面积S'可求出，从而得出航向重叠度的定义P_航＝S’/S，可得航向重叠度P_航与与飞行参数的关系式如下：

值得注意的是，上述公式并非完全适合于任意位置，其中存在一个分段情况；仍然如图8所示，当平行于像片长边方向的移动距离Dsinθ不大于Fb的长度时，两个梯形的重叠面积仍然与常规位置情况相同，只有Dsinθ数值超过了Fb的大小，两者重叠面积才受角度θ的影响，因此角度θ存在一个临界点。显然该临界点的公式为：

Dsinθ＝Fb； (24)

将式(19)带入式(24)，整理可以得到：

上式就是角度θ的临界点，当θ小于式(25)中的对应值时，航向重叠度的计算公式的推导过程与图6相同，其结论与式(23)类似，区别点仅在于式(23)中的D应该替换成Dcosθ，由此得出倾斜摄影任意位置相机航向重叠度P_航的计算公式为：

其中，h像片覆盖的地面梯形的高，其可以通过式(6)计算得到，D表示曝光间隔时间内相机的飞行距离，D＝vΔt，v表示飞行速度，△t为曝光间隔时间。

任意位置相机的旁向重叠度与航向重叠度原理相同，且方向相互垂直。如图9所示，假设相邻航线间距方向与梯形覆盖范围底边垂直方向之间夹角为β。梯形bcBC为像片对应投影覆盖面，b₂c₂B₂C₂为相邻航线像片对应投影覆盖面，GcH'B₂为移动后形成的重叠面积。Gc为重叠梯形短边l’，B₂H'为重叠梯形长边L'，GG'为其高h'。D’表示航线间距，同样将该过程分解为两个互相垂直方向上移动的和，同时与航向重叠度一样，旁向重叠度P_旁的计算公式也分为两种情况，其公式为：

其中，h像片覆盖的地面梯形的高，其可以通过式(6)计算得到，D’表示航向间距。

至此，便得出在所有情况下，倾斜摄影测量飞行参数的数学模型。

基于以上推导得到的数学模型，本发明实施例公开了一种倾斜摄影测量的飞行参数设计方法，包括以下步骤：

S1、确定相机相关属性，包括倾斜相机的焦距、倾角，相机个数、相机的摆放位置结构以及相机之间互相形成的角度；或者在某些其他需求的前提下不能常规摆放相机，需要获取相机与航线方向以及垂直于航线方向之间的夹角，此外还要得到像片的像元大小，像片行列数等数据。

S2、确定项目任务的固定参数，根据地形条件和倾斜模型的预期结果，设定航向重叠度和旁向重叠度的具体值。具体地，可以通过项目任务所要求的的分辨率确定此次飞行的相对航高，根据像点位移的允许范围固定飞机的飞行速度，或者根据相机自身属性获取固定的相机曝光间隔时间。

所述步骤S2还包括计算像片在地面覆盖范围对应的梯形的短边长度l、长边长度L和高度h的步骤，计算公式分别为上面的式(6)、(9)和式(10)。

S3、根据航向重叠度和旁向重叠度与飞行参数的关系式，计算出需要进行设定的飞行参数；所述关系式为式(26)和式(27)。

当步骤S2中固定的飞行参数为飞行速度v时，计算出需要进行设定的飞行参数的具体过程为：根据航向重叠度与飞行参数的关系式，计算得到飞行距离D的值；根据旁向重叠度与飞行参数的关系式，计算得到航线间距的D’的值；通过飞行距离D与飞速速度v，计算得到曝光时间△t。

当步骤S2中固定的飞行参数为曝光时间△t时，计算出需要进行设定的飞行参数的具体过程为：根据航向重叠度与飞行参数的关系式，计算得到飞行距离D的值；根据旁向重叠度与飞行参数的关系式，计算得到航线间距的D’的值；通过飞行距离D与相机曝光时间△t，计算得到飞行速度值v。

S4、设定好飞行参数后，通过步骤S3中的关系式，检验其它位置的相机航向重叠度和旁向重叠度是否能够满足要求，如不满足，则返回步骤S2，重新设定项目任务的固定参数。

对于多镜头倾斜相机，在根据某一相机的参数设定好飞行参数后，还可以用公式(26)和公式(27)检验其他位置的相机各个重叠度是否能够满足要求，以保证航摄仪中所有相机都能顺利通过影像匹配环节。若其它相机的航向重叠度不满足要求，则重新设定相机曝光时间或飞行速度；若其它相机的旁向重叠度不满足要求，则根据旁向重叠度与飞行参数的关系式重新计算航线间距D’。

应用实施例：本次应用实施例例所用的倾斜航摄仪为三镜头相机，该相机平台包含了精度非常严密的POS系统，能够在各个视角去采集影像。三个镜头互呈120°，相机倾角默认为45°，三镜头曝光时间严格同步，而且每当曝光一次三个相机同时旋转60°，通过这种方式可以拍摄更多角度，更大的覆盖范围。每个镜头的影像尺寸是6000*4000像素，像元大小3.91μm，焦距为35mm，快门速度在30s～1/4000s范围内，飞行速度为固定值11m/s。而通常倾斜摄影航高都在100左右，故定为100m。

按照以上信息可整理为：

f＝35mm，m＝2000，n＝3000，d＝0.00391mm，α＝45°；

首先来计算相机常规位置的情况，即前置相机中像片长边垂直于航线方向。首先代入计算梯形覆盖范围的长边L、短边l和高h：

由此所得出该倾斜相机一张像片在地面的覆盖范围是一个长边为122.06m，短边为77.48m，高为94.07m的等腰梯形。

接着根据设定的重叠度对相关参数进行设定，对于倾斜摄影测量，通常定义航向重叠度为80％，旁向重叠度为75％，带入式(11)和式(12)可得出：

由上式可得，D＝15.5m，D’＝25m，也就是说，要想要达到预期设定的重叠度，需要将飞行距离设定为15.5m，航线间距设定为25m。由于无人机飞行速度为11m/s，故曝光间隔时间为1.4s。

以上参数设定只是使得常规摆放位置下的前置相机所拍像片达到了预期重叠度，而另外两个相机摆放位置不同，其重叠度是否达标需要进一步验证。由于相机互成120°角，前置相机的长边与飞行方向垂直，很容易得出后面两个相机长边垂直方向与飞行方向都为60度，而长边垂直方向与航线间距方向互为30度；即：θ＝60°，β＝30°。

该条件下Dsinθ、Dsinβ数值都超过了各自对应得Fb(实际上除非极高重叠度的特殊情况，大部分都会受θ、β的影响)，则通过式(26)和式(27)计算得到后两个相机的航向重叠度和旁向重叠度分别为：

以上计算说明，在前置常规位置相机重叠度满足要求的前提下，后面两个任意位置摆放的相机航向重叠度为79％，与标准相差不大，可以不做处理，但旁向重叠度仅为67％，需要重新调节航线间距，依据公式，需要把航线间距调整为19m后两个非常规位置相机的旁向重叠度才能符合要求(75％)。倘若仅仅利用传统垂直摄影的计算方法进行参数设定，按照上述规定，得出的飞行距离近达13.4m，从而曝光间隔时间也相继定为9.6m/s，而航线间距则为11.2m，与三个镜头都要满足重叠度应设定的参数值相差甚远，势必会严重影响航飞质量，导致成果不合格。该三镜头相机仅仅是实用案例中的一个，对于其他各种多镜头不同角度的航摄仪本发明都能适用。

基于以上应用实例，可以得出本发明针对于倾斜摄影测量的参数设定方法能够使倾斜相机中每一个镜头都能达到规定，而且可以对多种摆放角度的相机进行检验。

此外，本发明中，对于飞行速度、航高、曝光间隔时间等参数都不确定的情况下，仍然可以依据该方法筛选出一套合理的参数，为后期摄影成果质量的保证奠定了基础。同时，本发明实施例还提供了一种倾斜摄影测量的飞行参数设计装置，其界面示意图如图10所示，该装置包括输入界面，计算单元和输入界面。其中，输入截面用于输入航向重叠率、旁向重叠率的设定值、飞行速度、航高、相机像片长边方向与航向的夹角等航摄参数；计算单元内设置有上述的计算公式，其根据输入界面输入的参数，计算得到航线间距、曝光间距(即飞行距离D)和曝光时间的值后输出到输出界面显示。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种倾斜摄影测量的飞行参数设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定相机相关属性，包括倾斜相机的焦距、倾角，相机个数、相机的摆放位置结构以及相机之间互相形成的角度；

S2、确定项目任务的固定飞行参数的值，根据地形条件和倾斜模型的预期结果，设定航向重叠度和旁向重叠度的具体值；

S3、根据航向重叠度p_航和旁向重叠度p_旁与飞行参数的关系式，计算出需要进行设定的飞行参数；所述关系式为：

其中，P_航表示航向重叠度，P_旁表示旁向重叠度；1、L、h分别为像片在地面覆盖范围对应的梯形的短边长度、长边长度和高度，D’为航线间距，D为曝光间隔时间内相机的飞行距离，D＝vΔt，v表示飞行速度，Δt表示曝光间隔时间，θ和β分别为航线方向和相邻航线间距方向与像片在地面覆盖范围对应的梯形高之间的夹角，其中，θ+β＝90°。

2.根据权利要求1所述的一种倾斜摄影测量的飞行参数设计方法，其特征在于，所述步骤S2还包括计算像片在地面覆盖范围对应的梯形的短边长度1、长边长度L和高度h的步骤，计算公式为：

其中，α为相机倾角，d为像元大小，f表示相机焦距，m和n分别表示像元行数和列数，H表示航高。

3.根据权利要求1所述的一种倾斜摄影测量的飞行参数设计方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述项目任务的固定飞行参数为相机曝光时间或飞行速度。

4.根据权利要求1所述的一种倾斜摄影测量的飞行参数设计方法，其特征在于，所述步骤S2中，固定飞行参数为飞行速度；所述步骤S3中，计算出需要进行设定的飞行参数的具体方法为：

根据航向重叠度与飞行参数的关系式，计算得到飞行距离D的值；根据旁向重叠度与飞行参数的关系式，计算得到航线间距的D’的值；

通过飞行距离D与飞行速度v，计算得到曝光时间Δt。

5.根据权利要求1所述的一种倾斜摄影测量的飞行参数设计方法，其特征在于，所述步骤S2中，固定飞行参数为相机曝光时间Δt；所述步骤S3中，计算出需要进行设定的飞行参数的具体方法为：

根据航向重叠度与飞行参数的关系式，计算得到飞行距离D的值；根据旁向重叠度与飞行参数的关系式，计算得到航线间距的D’的值；

通过飞行距离D与相机曝光时间Δt，计算得到飞行速度值v。

6.根据权利要求1所述的一种倾斜摄影测量的飞行参数设计方法，其特征在于，所述步骤S3之后，还包括步骤：

S4、设定好飞行参数后，通过步骤S3中的关系式，检验其它位置的相机航向重叠度和旁向重叠度是否能够满足要求，如不满足，则返回步骤S2，重新设定项目任务的固定参数。

7.根据权利要求6所述的一种倾斜摄影测量的飞行参数设计方法，其特征在于，所述步骤S4中，若其它相机的航向重叠度不满足要求，则重新设定相机曝光时间或飞行速度；若其它相机的旁向重叠度不满足要求，则根据旁向重叠度与飞行参数的关系式重新计算航线间距D′。