專利名稱：一種智能定點曝光航空攝影方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利是一種智能定點曝光航空攝影方法，屬于航空攝影測量和控制 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
智能定點曝光航空攝影方法是在傳統(tǒng)航空攝影采用定時或者手動的情況下 提出來的。傳統(tǒng)手動的曝光方法主要是通過攝影操作員通過輔助設(shè)備觀察航空 相機的位置，判斷影像重疊等各項參數(shù)，人工驅(qū)動曝光傳感器進行曝光。傳統(tǒng) 定時的曝光方法主要根據(jù)航空攝影區(qū)域地形條件和飛行平臺速度等參數(shù)設(shè)定曝 光時間間隔，在每條航線的首末兩端都設(shè)定了所謂的開機點和關(guān)機點。攝影操 作員在每條航線的開機點啟動航空相機，每隔固定的時間去動曝光傳感器進行 曝光，到每條航線的關(guān)機點攝影操作員關(guān)閉航空相機。智能定點曝光航空攝影 方法改善了定時或者手動方法工作量大(需要攝影操作員高注意力的工作)、不 能滿足高程起伏較大的地區(qū)須變基線航空攝影的缺點，特別當(dāng)有一兩張影像受 云遮擋等因素影響質(zhì)量不好時， 一般需要重新飛行整個航線。智能定點曝光航
空攝影方法采用GPS進行飛行平臺導(dǎo)航，同時控制飛行平臺的實時位置，通過 智能學(xué)習(xí)飛行平臺的航線軌跡，在導(dǎo)航信號質(zhì)量不高、發(fā)生錯誤等情況下預(yù)測 飛行平臺的實時位置，在預(yù)先設(shè)計好的航線和曝光點位置驅(qū)動傳感器進行曝光。 智能定點曝光航空攝影方法具有操作簡單(可實現(xiàn)無人自動控制)、性能穩(wěn)定(克 服了導(dǎo)航信號質(zhì)量問題)、定點精度高等特點。智能定點曝光航空攝影方法不僅 滿足有人飛行平臺自動控制作業(yè)的需要，而且對于超輕型無人機遙感平臺也能 采用同一航線重復(fù)飛行的方式克服其重疊率不夠，或者出現(xiàn)影像空洞等缺點。 智能定點曝光航空攝影方法將有望徹底取代傳統(tǒng)手動或者定時的航空攝影方 法，實現(xiàn)變基線的航空攝影作業(yè)，其定點曝光精度能夠?qū)崿F(xiàn)精確補飛，克服由 于云遮擋等天氣原因引起的個別影像質(zhì)量不好的問題，加大航空攝影作業(yè)的穩(wěn)定性。智能定點曝光航空攝影方法可以集成到航空攝影測量、機載遙感平臺等 設(shè)備上，主要應(yīng)用領(lǐng)域為國土、測繪、災(zāi)害應(yīng)急、水利、公路、鐵路、城建、 環(huán)保等部門。
智能定點曝光航空攝影方法是為了取代航空攝影測量和機載遙感的傳統(tǒng)手 動或者定時曝光而研發(fā)的，其作業(yè)結(jié)果在航向的定點曝光精度在5米以內(nèi)，甚 至可以達到亞米級。智能定點曝光航空攝影方法涉及到測繪、航空攝影測量、 近景測量、工程測量、機載遙感等技術(shù)領(lǐng)域。
目前常用的定時曝光或者手動曝光兩種方式，不能滿足數(shù)字化的航空攝影和 機載遙感的需要，采用智能定點曝光航空攝影方法可以克服其為了滿足規(guī)范要 求而加大工作量的弊病。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利真是針對現(xiàn)有航空攝影或機載遙感的曝光控制的上述技術(shù)缺點 而提出一種智能定點曝光航空攝影方法，其目的是采用智能定點曝光航空攝影 方法實現(xiàn)高精度的定點曝光，提高航空攝影的可控制性、作業(yè)準(zhǔn)確度和作業(yè)穩(wěn) 定性。主要發(fā)明內(nèi)容包括①在進行航空攝影作業(yè)時，中心控制計算機能夠?qū)W 習(xí)GPS信號正常時飛行平臺的運行軌跡；②對于GPS信號不正常時，中心控制 計算機能夠根據(jù)1學(xué)習(xí)的軌跡對飛行平臺的實時坐標(biāo)進行預(yù)測，對于GPS信號 正常時，可直接利用GPS信號解析坐標(biāo)進行定點曝光；③采用的跨越式曝光策 略可以保證對于不同飛行速度的飛行平臺其曝光誤差小于5米。 本發(fā)明專利是通過以下措施來實現(xiàn)的
利用智能定點曝光航空攝影方法進行航空攝影作業(yè)時，中心控制計算機連接
GPS接收儀和曝光驅(qū)動傳感齊，中心控制計算機記錄任意飛行時刻的前5個GPS 信息正常的點坐標(biāo)和獲取點坐標(biāo)的時間，當(dāng)檢測到GPS信號不正常時，如衛(wèi)星失鎖、GPS坐標(biāo)發(fā)生大跳躍時，進行GPS坐標(biāo)預(yù)測。采用最小二乘法，擬合飛行 平臺飛行軌跡方程。計算飛行平臺的飛行速度，通過飛行速度和平臺飛行軌跡 方程計算飛行平臺點C的實時坐標(biāo)。這樣就克服了由于GPS不正常而產(chǎn)生定點 曝光漏曝的問題。在曝光控制中當(dāng)數(shù)字航空攝影儀接近設(shè)計曝光點進行曝光的 判斷條件采用的是跨越策略。假設(shè)曝光點為S，飛行平臺搭載數(shù)字航空攝影儀為 T，飛行平臺獲取坐標(biāo)的上一個點為T。，當(dāng)點S位于點T和點T。的連線之間就驅(qū)
動傳感器進行曝光。這種跨越策勒可以克服不同飛行速度的飛行平臺引起的不 同誤差。采用智能定點曝光航空攝影方法可以保證空中作業(yè)實際曝光點和設(shè)計 曝光點精度在5米以內(nèi)，如果在平坦地區(qū)進行等基線航空攝影，智能定點曝光 航空攝影方法可以保證因為云遮擋影響影像質(zhì)量的個別曝光點位置進行精確曝 光。如果在地形起伏較大的區(qū)域進行變基線航空攝影，智能定點曝光航空攝影 方法可以保證相鄰影像重疊度接近設(shè)計重疊度。
權(quán)利要求
一種智能定點曝光航空攝影方法是通過正常的GPS坐標(biāo)預(yù)測GPS信號不正常時飛行平臺的坐標(biāo)，實現(xiàn)智能定點曝光航空攝影。主要特征包括1)在進行航空攝影作業(yè)時，中心控制計算機能夠?qū)W習(xí)GPS信號正常時飛行平臺的運行軌跡；2)對于GPS信號不正常時，中心控制計算機能夠根據(jù)1學(xué)習(xí)的軌跡對飛行平臺的實時坐標(biāo)進行預(yù)測；3)采用的跨越式曝光策略可以保證對于不同飛行速度的飛行平臺其曝光誤差小于5米。如果在平坦地區(qū)進行等基線航空攝影，智能定點曝光航空攝影方法可以保證因為云遮擋影響影像質(zhì)量的個別曝光點位置進行精確曝光。如果在地形起伏較大的區(qū)域進行變基線航空攝影，智能定點曝光航空攝影方法可以保證相鄰影像重疊度接近設(shè)計重疊度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能定點曝光航空攝影方法，航空攝影測量作業(yè)時，中心控制計算機連接GPS接收儀和曝光驅(qū)動傳感器，通過記錄GPS信號正常的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，擬合飛行平臺的飛行軌跡，預(yù)測GPS信號不正常時飛行平臺的實時坐標(biāo)。通過比較前后點坐標(biāo)和設(shè)計曝光點相比較，采用跨越策略判斷飛行平臺與設(shè)計曝光點的位置驅(qū)動曝光傳感器實現(xiàn)智能定點曝光航空攝影。智能定點曝光航空攝影方法克服了傳統(tǒng)定時或手動的航空攝影方法，可以保證空中作業(yè)實際曝光點和設(shè)計曝光點精度在5米以內(nèi)，滿足地形起伏較大地區(qū)變基線航空攝影的基本問題。
文檔編號G01C11/00GK101634554SQ200810132248
公開日2010年1月27日 申請日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者劉先林, 宮輝力, 李小娟, 段福洲, 趙文吉 申請人:首都師范大學(xué)