对地观测方法、装置、电子设备及存储介质

1.本发明涉及遥感观测技术领域，尤其涉及一种对地观测方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.为充分掌握地面区域的利用信息或信息变化情况，通常需要进行对地观测。传统的对地观测方法，通常是采用星载或机载的各种具有不同空间分辨率、光谱分辨率的光学观测系统或不同波段的雷达系统实现。
3.但是基于卫星平台很难实现高分辨率和高重访率的对地观测，而基于飞机平台很难实现长序列和高重访率的对地观测。为此，现急需提供一种长序列、高分辨率和高重访率的对地观测方法。


技术实现要素：

4.本发明提供一种对地观测方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中存在的缺陷。
5.本发明提供一种对地观测方法，包括：
6.基于云台上相机的视场角，确定所述云台的工作角度，并控制所述云台指向所述工作角度；其中，所述云台搭载在临空平台上；
7.若所述云台指向所述工作角度，则控制相机对所述工作角度对应的地面区域进行拍摄图像。
8.根据本发明提供的一种对地观测方法，所述云台带动所述相机在第一地面区域的拍摄模式为摆扫拍摄模式，所述云台带动所述相机在所述第一地面区域外的第二地面区域的拍摄模式为旋转拍摄模式；
9.其中，所述第一地面区域位于所述临空平台的正下方的预设范围内。
10.根据本发明提供的一种对地观测方法，在所述摆扫拍摄模式下，所述工作角度包括下视摆扫角度；相应地，
11.所述基于云台上相机的视场角，确定所述云台的工作角度，包括：
12.基于视场角重叠度约束以及所述相机的视场角，确定所述下视摆扫角度。
13.根据本发明提供的一种对地观测方法，在所述旋转拍摄模式下，所述工作角度包括俯仰角度和旋转角度；相应地，
14.所述基于云台上相机的视场角，确定所述云台的工作角度，包括：
15.基于视场角重叠度约束、所述相机的视场角以及对地目标最大侧视观测角，确定所述云台的旋转圆周数量以及俯仰角度步长，并基于所述俯仰角度步长，确定所述云台在各旋转圆周上的俯仰角度；
16.基于所述云台在各旋转圆周上的俯仰角度及所述相机的参数，确定所述相机在各旋转圆周上拍摄得到的图像的远边视场角，并基于各远边视场角以及视场角重叠度约束，
确定所述云台在各旋转圆周上的旋转角度步长；
17.基于所述云台在各旋转圆周上的旋转角度步长，确定所述云台在各旋转圆周上的旋转角度。
18.根据本发明提供的一种对地观测方法，所述控制相机对所述工作角度对应的地面区域进行拍摄图像，之后包括：
19.计算当前时刻与前次观测的开始时刻之间的时间间隔；
20.若所述时间间隔达到重复观测时间间隔，则继续进行对地观测。
21.根据本发明提供的一种对地观测方法，所述控制相机对所述工作角度对应的地面区域进行拍摄图像，之后包括：
22.确定所述云台的位姿信息；
23.基于地面高程信息以及所述位姿信息，采用视线追踪算法，确定拍摄得到的图像的地面覆盖范围。
24.根据本发明提供的一种对地观测方法，所述相机的视场角基于如下方法计算得到：
25.基于所述相机的成像面的长度信息以及所述相机的焦距，确定所述相机的航向视场角；
26.基于所述相机的成像面的宽度信息以及所述相机的焦距，确定所述相机的旁向视场角。
27.本发明还提供一种对地观测装置，包括：
28.平台控制模块，用于基于云台上相机的视场角，确定所述云台的工作角度，并控制所述云台指向所述工作角度；其中，所述云台搭载在临空平台上；
29.对地观测模块，用于若所述云台指向所述工作角度，则控制相机对所述工作角度对应的地面区域进行拍摄图像。
30.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的对地观测方法。
31.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的对地观测方法。
32.本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的对地观测方法。
33.本发明提供的对地观测方法、装置、电子设备及存储介质，首先基于云台上相机的视场角，确定所述云台的工作角度，并控制所述云台指向所述工作角度；其中，所述云台搭载在临空平台上；然后在云台指向工作角度的情况下，控制相机对工作角度对应的地面区域进行拍摄图像。该方法通过搭载在临空平台上的云台带动相机实现了对地大范围定点观测，且由于临空平台可以进行长时间驻留在同一位置，结合云台上的相机，可以实现对地面同一区域的多次重复观测，相比于卫星平台或飞机平台具有较高的重访率。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术
描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1是本发明提供的对地观测方法的流程示意图；
36.图2是本发明提供的对地观测方法中基于网格的摆扫拍摄模式下拍摄得到的图像示意图；
37.图3是本发明提供的对地观测方法中旋转拍摄模式下拍摄得到的图像示意图；
38.图4是本发明提供的对地观测方法中得到的图像覆盖效果图；
39.图5是本发明提供的对地观测装置的结构示意图；
40.图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
41.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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做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。
42.现有技术中的对地观测方法，通常是采用星载或机载的各种具有不同空间分辨率、光谱分辨率的光学观测系统或不同波段的雷达系统实现。
43.但是基于卫星平台很难实现高分辨率和高重访率的对地观测，基于飞机平台无法实现长序列和高重访率的对地观测。为此，本发明实施例中提供了一种长序列、高分辨率和高重访率的对地观测方法。
44.图1为本发明实施例中提供的一种对地观测方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：
45.s1，基于云台上相机的视场角，确定所述云台的工作角度，并控制所述云台指向所述工作角度；其中，所述云台搭载在临空平台上；
46.s2，若所述云台指向所述工作角度，则控制相机对所述工作角度对应的地面区域进行拍摄图像。
47.具体地，本发明实施例中提供的对地观测方法，其执行主体为控制系统，该控制系统可以位于地面，该控制系统可以配置于本地服务器内。该控制系统还可以配置于云端服务器内。其中，本地服务器具体可以是计算机以及平板电脑等，本发明实施例中对此不作具体限定。
48.本发明实施例中提供的对地观测方法，为实现对地观测，可以通过对地观测系统实现，该对地观测系统可以包括控制系统、相机以及云台。可以理解的是，控制系统即为本发明实施例中的执行主体，控制系统可以用于实现对相机以及云台的控制。在控制系统实现控制功能时，可以接收用户输入，并根据用户输入生成对相机的控制指令以及对云台的控制指令，以分别实现对相机以及云台的控制功能。
49.控制系统可以包括监视模块和数传模块，监视模块用于近实时的监视相机拍摄得到的影像快视图或原始影像等图像信息，数传模块可以包括地面端和空中端，地面端用于向空中端发送控制指令、接收空中端发送的状态指令以及接收空中端发送的图像信息；空中端用于接收地面端发送的控制指令、接收云台以及相机的状态信息、接收相机拍摄得到
的影像快视图或原始影像等图像信息、向地面端发送状态以及图像信息等。
50.相机可以接收控制系统发送的控制指令，并根据控制指令控制相机进行拍照。相机接收的控制指令可以用于设置相机光圈、快门速度以及iso等参数。此处，相机采用面阵相机，面阵相机可以是电荷耦合器件(charge coupled device，ccd)相机。
51.相机可以固定安装在云台上，云台是指相机的支撑平台，可以具有三个旋转自由度。云台可以实现360度旋转，即偏航角度或方位角度(yaw、heading)的取值范围为0度至360度；俯仰角度(即航向偏角pitch)的取值范围为-90度到+90度；侧滚角度(roll)的取值范围为-90度到90度。
52.此处，可以以云台的中心为圆心o，以水平面内云台的前方方向作为ox轴，以水平面内云台的右侧方向为oy轴，以垂直于xoy平面的云台的下方方向为oz轴，构建云台坐标系。该云台坐标系是固定在云台上遵循右手法则的三维正交直角坐标系。其中，云台绕ox轴旋转的角度为侧滚角度，云台绕oy轴旋转的角度为俯仰角度，云台绕oz轴旋转的角度为偏航角度。
53.该云台可以搭载在临空平台上，临空平台可以是飞艇、气球等。搭载有云台的临空平台具有凝视观测特点，能够在空中长时间驻留，能够基本静止到空中对地面进行凝视观测或者大范围监视观测。
54.本发明实施例中，控制系统可以向云台发送控制指令，使云台可以根据控制指令调整指向以及运动状态。当控制系统控制云台的指向符合控制指令的要求时，即可以控制相机进行拍摄图像。
55.基于此，以下详细叙述本发明实施例中提供的基于上述对地观测系统实现的对地观测方法。
56.首先执行步骤s1，通过云台上相机的视场角，确定云台的工作角度。由于云台可以具有三个旋转自由度，因此可以根据相机的视场角确定出云台指向相机能够进行拍照的工作角度。
57.相机的视场角可以通过相机的成像面的尺寸信息计算得到，相机的成像面可以是指相机的感光面。成像面的尺寸信息可以包括成像面的长度信息(即航向幅宽)和宽度信息(即旁向幅宽)。相机的视场角可以包括航向视场角α以及旁向视场角β。由于相机的视场角与成像面的尺寸信息是相关的，因此结合成像面的尺寸信息，可以确定出相机的视场角。例如，通过成像面的长度信息，可以确定出相机的航向视场角，通过成像面的宽度信息，可以确定出相机的旁向视场角。
58.此处，可以根据相机的视场角，并结合视场角重叠度约束，计算云台的工作角度，也即云台在各旋转自由度下的工作角度。其中，视场角重叠度约束可以是相机拍摄得到的两张相邻图像对应的视场角重叠度大于等于重叠度阈值，该重叠度阈值可以根据需要进行设定，此处不作具体限定。
59.在此基础上，还可以结合预先设置的云台带动相机形成的拍摄模式，计算云台的工作角度。云台带动相机形成的拍摄模式可以分为摆扫拍摄模式以及旋转拍摄模式。
60.摆扫拍摄模式可以是基于网格的摆扫拍摄模式。在摆扫拍摄模式下，云台的工作角度可以包括航向下视摆扫角度以及旁向下视摆扫角度，航向下视摆扫角度即为俯仰角度，旁向下视摆扫角度即为侧滚角度。
61.在旋转拍摄模式下，云台的工作角度可以包括俯仰角度以及旋转角度。其中，俯仰角度即为云台侧摆的角度，旋转角度即为偏航角度。旋转拍摄模式下的旋转圆周数量可以根据相机的视场角、视场角重叠度约束以及待观测地面区域的尺寸信息进行确定，且云台在多周旋转时同一旋转圆周上各位置的俯仰角度均相同，不同旋转圆周对应的俯仰角度可以通过相邻旋转圆周之间的俯仰角度步长确定。俯仰角度步长则可以根据旋转圆周数量以及待观测地面区域的尺寸信息进行确定。
62.其中，待观测地面区域的尺寸信息可以通过控制系统接收的用户输入信息确定，待观测地面区域的尺寸信息可以通过对地目标最大侧视观测角进行表示，用户输入信息可以是对地目标观测半径或对地目标最大侧视观测角。当用户输入信息为对地目标观测半径时，则可以通过临空平台的高度信息，确定出对地目标最大侧视观测角。
63.可以理解的是，对地目标观测半径即为待观测地面区域的半径，对地目标最大侧视观测角即为相机最大外接视场的截止角度。
64.旋转角度则可以根据同一旋转圆周上的旋转角度步长确定，旋转角度步长可以结合相机的成像面的尺寸信息、相机焦距、图像重叠度约束以及俯仰角度进行确定，此处不作具体限定。
65.此后，控制系统则控制云台指向工作角度。
66.最后执行步骤s2，在云台指向工作角度的情况下，则控制相机对工作角度对应的地面区域进行拍摄图像。工作角度对应的地面区域即相机正对的地面区域，对该地面进行拍摄图像，即可实现对地观测。可以理解的是，由于上述确定的工作角度为多个，因此此次对地观测的地面区域为拍摄得到的所有图像的对地覆盖区域的并集。
67.本发明实施例中提供的对地观测方法，首先基于云台上相机的视场角，确定所述云台的工作角度，并控制所述云台指向所述工作角度；其中，所述云台搭载在临空平台上；然后在云台指向工作角度的情况下，控制相机对工作角度对应的地面区域进行拍摄图像。该方法通过搭载在临空平台上的云台带动相机实现了对地定点观测，且由于临空平台可以进行长时间驻留在同一位置，结合云台上的相机，可以实现对地面同一区域的多次重复观测，相比于卫星平台或飞机平台具有较高的重访率。
68.在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的对地观测方法，所述云台带动所述相机在第一地面区域的拍摄模式为摆扫拍摄模式，所述云台带动所述相机在所述第一地面区域外的第二地面区域的拍摄模式为旋转拍摄模式；
69.其中，所述第一地面区域位于所述临空平台的正下方的预设范围内。
70.具体地，本发明实施例中，平台带动相机形成的拍摄模式可以包括摆扫拍摄模式和旋转拍摄模式，平台带动相机形成的拍摄模式可以是平台带动相机进行拍照时的拍摄轨迹和拍摄规则。为提高对地观测效率，可以通过控制平台的工作角度，使对应于临空平台的正下方的预设范围内的第一地面区域的拍摄模式为摆扫拍摄模式，使对应于第一地面区域外的第二地面区域的拍摄模式为旋转拍摄模式。可以理解的是，临空平台的正下方的预设范围可以根据需要进行设定，该预设范围内的第一地面区域的大小可以根据需要进行设定，也可以通过在摆扫拍摄模式下拍摄得到的图像数量进行表示，在摆扫拍摄模式下拍摄得到所有图像覆盖的地面区域的并集即为第一地面区域。
71.可以理解的是，在摆扫拍摄模式下，每个方向上的摆扫次数、多次摆扫时的航向摆
扫角度步长以及旁向摆扫角度步长均可以根据需要进行设置，此处不作具体限定。为保证每个方向上拍摄得到的相邻两张图像的重叠率相同，航向摆扫角度步长以及旁向摆扫角度步长均可以实时调整。例如，如图2所示，在基于网格的摆扫拍摄模式下拍摄得到的图像数量可以为3
×
5个，旁向上对应拍摄有5个图像，航向对应拍摄有3个图像，分别用1-15进行标号。这是因为，本技术中航向对应于与图像的长度，旁向对应于图像的宽度，而一般情况下图像的长度大于图像的宽度，因此3
×
5个图像可以近似覆盖地面的正方形区域，即可以保证第一地面区域近似为正方形区域，使观测得到的图像信息更加规范化。需要说明的是，为保证对地观测的可靠性以及图像信息的完整性，在摆扫拍摄模式下拍摄得到的各图像之间需要具有一定的重叠度，图像重叠度可以通过视场角重叠度表征。在相机的参数固定的情况下，通过视场角重叠度可以确定云台的摆扫角度。
72.由于摆扫拍摄模式效率较低，为提高对地观测效率，可以在第一地面区域外的第二地面区域采用旋转拍摄模式进行拍摄。为保证拍摄得到的图像的重叠度，旋转拍摄模式下的第一张图像，可以是摆扫模式下指定方向的外接图像，该外接图像是指相机在摆扫模式下增加一个指定方向的扫摆步长后，拍摄得到的在该指定方向上的图像。其中，指定方向可以根据需要进行设定，此处不作具体限定。例如，如图3所示，指定方向为零度方位角航向，外接图像为30。
73.本发明实施例中，在第一地面区域采用摆扫拍摄模式，在第二地面区域采用旋转拍摄模式，对地面区域进行拍摄图像，进而实现对地观测，可以大大提高图像的拍摄效率，实现对地观测的高效性。
74.在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的对地观测方法，所述相机的视场角基于如下方法确定：
75.基于所述相机的成像面的长度信息以及所述相机的焦距，确定所述相机的航向视场角；
76.基于所述相机的成像面的宽度信息以及所述相机的焦距，确定所述相机的旁向视场角。
77.具体地，本发明实施例中，在计算相机的视场角时，可以通过相机的成像面的尺寸信息实现。由于尺寸信息包括成像面的长度信息以及成像面的宽度信息，因此可以根据成像面的长度信息以及相机的焦距，确定相机的航向视场角。即有如下公式：
78.α＝2*atan(lx/2/f)
79.其中，α为航向视场角，lx为成像面的长度信息，即航向幅宽，f为相机的焦距。
80.同理，可以根据成像面的宽度信息以及相机的焦距，确定出相机的旁向视场角。即有如下公式：
81.β＝2*atan(ly/2/f)
82.其中，β为旁向视场角，ly为成像面的宽度信息，即旁向幅宽，f为相机的焦距。
83.以某种焦距为300mm的相机为例，设此相机的成像面的宽度信息为40.0mm，成像面的长度信息为53.4mm，则航向视场角为10.17度；旁向视场角为7.62度。
84.本发明实施例中，通过相机的成像面的尺寸信息，并结合相机的焦距，计算得到相机的视场角，可以从不同方向分别得到相机的航向视场角以及旁向视场角，为后续确定云台的工作角度提供基础。
85.在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的对地观测方法，在所述摆扫拍摄模式下，所述工作角度包括下视摆扫角度；相应地，
86.所述基于云台上相机的视场角，确定所述云台的工作角度，包括：
87.基于视场角重叠度约束以及所述相机的视场角，确定所述下视摆扫角度。
88.具体地，本发明实施例中，在基于网格的摆扫拍摄模式下，云台的工作角度可以是云台的下视摆扫角度，包括航向下视摆扫角度以及旁向下视摆扫角度。因此，在确定云台的工作角度时，可以直接根据视场角重叠度约束以及相机的视场角，确定出云台在第一次摆扫时的下视摆扫角度。视场角重叠度约束用于保证拍摄得到的图像具有重叠度的约束条件，该视场角重叠度约束可以是相机拍摄得到的两张相邻图像对应的视场角重叠度大于等于重叠度阈值，该重叠度阈值可以预先给定，例如可以是20％。由于相机的视场角包括航向视场角以及旁向视场角，因此云台在第一次摆扫时的航向下视摆扫角度表示为(1-20％)
×
β，旁向下视摆扫角度表示为(1-20％)
×
α。
89.此后，可以结合网格的特点，确定航向下视摆扫角度步长以及旁向下视摆扫角度步长，即可根据航向下视摆扫角度步长以及旁向下视摆扫角度步长，确定后续各次摆扫时的航向下视摆扫角度以及旁向下视摆扫角度。
90.通过上述方法可以确定出图2中标号为1-7、9-15的图像对应的云台的工作角度，特别地，图2中标号为8的图像对应的云台的工作角度为0，即标号为8的图像是在云台指向正下方时相机拍摄得到的图像。
91.本发明实施例中，在摆扫拍摄模式下，确定临空平台的工作角度时，引入视场角重叠度，可以使该摆扫拍摄模式下得到的各图像之间具有对应的图像重叠度，保证了对地观测的可靠性以及图像信息的完整性。
92.在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的对地观测方法，在所述旋转拍摄模式下，所述工作角度包括俯仰角度和旋转角度；
93.所述基于云台上相机的视场角，确定所述云台的工作角度，包括：
94.基于视场角重叠度约束、所述相机的视场角以及对地目标最大侧视观测角，确定所述云台的旋转圆周数量以及俯仰角度步长，并基于所述俯仰角度步长，确定所述云台在各旋转圆周上的俯仰角度；
95.基于所述云台在各旋转圆周上的俯仰角度及所述相机的参数，确定所述相机在各旋转圆周上拍摄得到的图像的远边视场角，并基于各远边视场角以及视场角重叠度约束，确定所述云台在各旋转圆周上的旋转角度步长；
96.基于所述云台在各旋转圆周上的旋转角度步长，确定所述云台在各旋转圆周上的旋转角度。
97.具体地，本发明实施例中，在旋转拍摄模式下，云台的工作角度可以包括俯仰角度和旋转角度。因此，在确定云台的工作角度时，可以先根据视场角重叠度约束、相机的视场角以及对地目标最大侧视观测角，确定云台的旋转圆周数量以及俯仰角度步长。
98.由于旋转拍摄模式下云台按xoy平面上的固定圆周进行旋转，则只需要根据视场角重叠度约束、相机的航向视场角以及对地目标最大侧视观测角，即可确定临空平台的旋转圆周数量以及俯仰角度步长。
99.即有：
[0100][0101][0102]
其中，n
p
为旋转圆周数量，δ为对地目标最大侧视观测角，α为相机的航向视场角，ε为重叠度阈值，δ
p
为俯仰角度步长，int为舍去小数点后数字的取整函数。
[0103]
此后，可以根据俯仰角度步长，确定出云台在各旋转圆周上的俯仰角度。可以理解的是，对于每个旋转圆周，云台在该旋转圆周上各位置处的俯仰角度均是相同的，相邻旋转圆周上的俯仰角度之间相差俯仰角度步长。
[0104]
进一步地，可以通过云台在各旋转圆周上的俯仰角度及相机的参数，确定出相机在各旋转圆周上拍摄得到的图像的远边视场角，即有：
[0105][0106]
其中，γ为相机在某一旋转圆周上拍摄得到的图像的远边视场角，即相机在该旋转圆周上拍摄得到的图像远离相机的一边对应的视场角，lx为相机的成像面的长度信息，ly为相机的成像面的宽度信息，pitch为云台在该旋转圆周上的俯仰角度，相机的参数可以包括相机的焦距f以及上述的lx、ly。
[0107]
此后，根据各远边视场角以及视场角重叠度约束，确定出云台在各旋转圆周上的旋转角度步长。即对于每一旋转圆周，若相机在该旋转圆周上拍摄得到的图像的远边视场角保持重叠度阈值ε，则相机在该旋转圆周上拍摄得到的图像的近边视场角一定具有大于重叠度阈值ε。因此，云台在该旋转圆周上进行角度旋转时，旋转角度步长计算如下：
[0108]
δγ＝γ(1-ε)
[0109]
此处，远边视场角的重叠度阈值可以取值为20％，也可以根据需要进行设定。
[0110]
优选地，为了进行圆周均匀分布，相机在该旋转圆周上拍摄得到的图像数量可以通过如下公式计算为：
[0111][0112]
则通过图像数量可以得到云台在该旋转圆周上进行角度旋转时的旋转角度步长为：
[0113]
2π/n
[0114]
最后，则可以结合云台在各旋转圆周上的旋转角度步长，确定云台在各旋转圆周上的每张照片的旋转角度为i*2π/n，i的取值为0到n-1。
[0115]
本发明实施例中，结合视场角重叠度约束、相机的视场角以及对地目标最大侧视观测角，确定云台的旋转圆周数量以及俯仰角度步长，并结合俯仰角度步长，确定云台在各旋转圆周上的俯仰角度，可以保证俯仰角度的确定更加符合用户要求。除此之外，还通过云台在各旋转圆周上的俯仰角度以及相机的参数，确定出相机在各旋转圆周上拍摄得到的图像的远边视场角，并通过各远边视场角以及视场角重叠度约束，确定出云台在各旋转圆周
上的旋转角度步长，进而通过云台在各旋转圆周上的旋转角度步长，确定出云台在各旋转圆周上的每张照片的旋转角度，保证了旋转角度的准确性。而且，在确定俯仰角度以及旋转角度时，均采用了视场角重叠度约束，如此可以保证相机在云台的各工作角度下进行拍摄得到的图像之间具有指定的重叠度，保证的对地观测的完整性以及准确性。
[0116]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的对地观测方法，所述控制相机对所述工作角度对应的地面区域进行拍摄图像，之后包括：
[0117]
计算当前时刻与前次观测的开始时刻之间的时间间隔；
[0118]
若所述时间间隔达到重复观测时间间隔，则继续进行对地观测。
[0119]
具体地，本发明实施例中提供的对地观测方法，可以通过设置重复观测时间间隔，重复执行。即控制系统可以先确定前次观测的开始时刻以及当前时刻，并可以计算当前时刻与前次观测的开始时刻之间的时间间隔。然后，判断该时间间隔是否达到重复观测时间间隔，如果该时间间隔达到重复观测时间间隔，则继续进行对地观测，即重复执行上述步骤s1-s2。
[0120]
其中，前次观测的开始时刻可以是前次观测开始通过相机拍摄第一张图像的时刻，也可以是在开始前次观测时做准备工作的时刻，此处不作具体限定。重复观测时间间隔可以是用户根据需要在控制系统中设定。
[0121]
本发明实施例中，通过设定重复观测时间间隔，在时间满足的情况下可以重复进行定点对地观测，如此可以为同一地点的时序数据采集提供可行性方案。
[0122]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的对地观测方法，所述控制相机对所述工作角度对应的地面区域进行拍摄图像，之后包括：
[0123]
确定所述云台的位姿信息；
[0124]
基于地面高程信息以及所述位姿信息，采用视线追踪算法，确定拍摄得到的图像的地面覆盖范围。
[0125]
具体地，本发明实施例中，在每次控制相机对工作角度对应的地面区域进行拍摄得到图像之后，可以先确定云台的位姿信息，侧滚角、俯仰角和航向角(即分别为roll，pitch，heading)三轴姿态角和经纬度及高度信息。然后，可以通过地面高程信息以及位姿信息，采用视线追踪算法，确定拍摄得到的图像的地面覆盖范围。在此过程中，可以引入相机所在位置，也即临空平台所在的位置，按照共线方程，基于地面高程信息以及云台的位姿信息，按照视线追踪算法，即可求出图像的地面覆盖范围。
[0126]
图4即为通过搭载有云台的临空平台完成大范围观测的成像效果图。
[0127]
通过上述方法可以得到对地观测得到的每张图像的地面覆盖范围，可以依次有针对性的进行后续图像信息的应用，还可以验证对地观测方法观测得到的地面区域是否符合用户需求。
[0128]
在上述实施例的基础上，以临空平台高度是20km、影像重叠度是20％、倾斜观测约束角即对地目标最大侧视观测角是60度为例进行计算；
[0129]
其地面监视的范围为：
[0130]
地面覆盖半径为：20*tan60＝34.6km；
[0131]
地面覆盖的圆面积为：3760km2；
[0132]
以云台上相机的焦距是600mm，成像面的宽度信息为40.0mm，成像面的长度信息为
53.4mm为例，则照片共有931张，即对地观测方法每执行一次可以得到931张图像；
[0133]
若每个ccd像元尺寸为3.76μm,则正下视影像的地面分辨率为12.5cm；
[0134]
边缘影像的分辨率为21.6cm；
[0135]
设每张航片的旋转拍摄时间为2秒钟间隔；则总拍摄时间为1862秒，约为30分钟；若1秒钟间隔则931秒即可完成，约15分钟；
[0136]
即约半个小时即可完成3760km2的范围的监视，则间隔约半个小时即可完成对测区大范围的重复监测。
[0137]
如图5所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种对地观测装置，包括：
[0138]
平台控制模块51，用于基于云台上相机的视场角，确定所述云台的工作角度，并控制所述云台指向所述工作角度；其中，所述云台搭载在临空平台上；
[0139]
对地观测模块52，用于若所述云台指向所述工作角度，则控制相机对所述工作角度对应的地面区域进行拍摄图像。
[0140]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的对地观测装置，所述云台带动所述相机在第一地面区域的拍摄模式为摆扫拍摄模式，所述云台带动所述相机在所述第一地面区域外的第二地面区域的拍摄模式为旋转拍摄模式；
[0141]
其中，所述第一地面区域位于所述临空平台的正下方的预设范围内。
[0142]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的对地观测装置，在所述摆扫拍摄模式下，所述工作角度包括下视摆扫角度；相应地，
[0143]
所述平台控制模块，用于：
[0144]
基于视场角重叠度约束以及所述相机的视场角，确定所述下视摆扫角度。
[0145]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的对地观测装置，在所述旋转拍摄模式下，所述工作角度包括俯仰角度和旋转角度；
[0146]
相应地，所述平台控制模块，还用于：
[0147]
基于视场角重叠度约束、所述相机的视场角以及对地目标最大侧视观测角，确定所述云台的旋转圆周数量以及俯仰角度步长，并基于所述俯仰角度步长，确定所述云台在各旋转圆周上的俯仰角度；
[0148]
基于所述云台在各旋转圆周上的俯仰角度及所述相机的参数，确定所述相机在各旋转圆周上拍摄得到的图像的远边视场角，并基于各远边视场角以及视场角重叠度约束，确定所述云台在各旋转圆周上的旋转角度步长；
[0149]
基于所述云台在各旋转圆周上的旋转角度步长，确定所述云台在各旋转圆周上的旋转角度。
[0150]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的对地观测装置，还包括重复模块，用于：
[0151]
计算当前时刻与前次观测的开始时刻之间的时间间隔；
[0152]
若所述时间间隔达到重复观测时间间隔，则继续进行对地观测。
[0153]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的对地观测装置，还包括地面覆盖范围确定模块，用于：
[0154]
确定所述云台的位姿信息；
[0155]
基于地面高程信息以及所述位姿信息，采用视线追踪算法，确定拍摄得到的图像的地面覆盖范围。
[0156]
在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的对地观测装置，还包括视场角计算模块，用于：
[0157]
基于所述相机的成像面的长度信息以及所述相机的焦距，确定所述相机的航向视场角；
[0158]
基于所述相机的成像面的宽度信息以及所述相机的焦距，确定所述相机的旁向视场角。
[0159]
具体地，本发明实施例中提供的对地观测方法中各模块的作用与上述方法类实施例中各步骤的操作流程是一一对应的，实现的效果也是一致的，具体参见上述实施例，本发明实施例中对此不再赘述。
[0160]
图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(communications interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行上述各实施例中提供的对地观测方法，该方法包括：基于云台上相机的视场角，确定所述云台的工作角度，并控制所述云台指向所述工作角度；其中，所述云台搭载在临空平台上；若所述云台指向所述工作角度，则控制相机对所述工作角度对应的地面区域进行拍摄图像。
[0161]
此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0162]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的对地观测方法，该方法包括：基于云台上相机的视场角，确定所述云台的工作角度，并控制所述云台指向所述工作角度；其中，所述云台搭载在临空平台上；若所述云台指向所述工作角度，则控制相机对所述工作角度对应的地面区域进行拍摄图像。
[0163]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的对地观测方法，该方法包括：基于云台上相机的视场角，确定所述云台的工作角度，并控制所述云台指向所述工作角度；其中，所述云台搭载在临空平台上；若所述云台指向所述工作角度，则控制相机对所述工作角度对应的地面区域进行拍摄图像。
[0164]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单
元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0165]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0166]
最后应说明的是：以上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精神和范围。