高精度无人机影像无控制点测绘成图方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无人机航空摄影测量技术领域，具体涉及一种高精度无人机影像无控制点测绘成图方法及系统。
【背景技术】
[0002]目前的航空摄影测绘时，需要将航拍的照片与地面实际坐标相对照，按传统航空摄影测量的加密要求需要在地面上布设多个像控点，会成倍地增加像控联测的野外测量的工作量。在地形险峻、多水、多林的地区，采集人员难以到达采集的地区，像控点的布设难度较大，因而无法很好的满足测绘数据的需要。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，有必要提供一种减少像控点的布设、提高无人机航空测绘的精度的高精度无人机影像无控制点测绘成图方法及系统。
[0004]—种高精度无人机影像无控制点测绘成图方法，包括以下步骤:
[0005]S1:根据测绘区域的形状和面积，设置地面基准站及野外像控点并采集地面基准站、野外像控点的参数；
[0006]S2:对机载GNSS接收机进行校准，确保机载GNSS接收机与地面基准站的数据同步记录;
[0007]S3:利用无人机对所述测绘区域进行图像拍摄采集，并实时记录及存储拍照曝光点的所述机载GNSS接收机参数和所述无人机的P0S参数；
[0008]S4:影像拍摄结束后，对采集的所述地面基准站及野外像控点参数、拍照曝光点的所述机载GNSS接收机参数、拍摄的图像数据和所述无人机P0S参数进行解算处理，得出拍照曝光点无人机空间位置的坐标信息；
[0009]S5:根据拍摄的图像、所述机载GNSS接收机参数及解算出的所述无人机空间位置的坐标信息对拍摄的图像进行拼接处理。
[0010]优选的，所述的步骤S4中的解算处理包括以下步骤:
[0011 ] S41:将采集的所述机载GNSS接收机参数转码成标准RENIX文件并转换出拍照瞬间相机快门开闭的脉冲文件；
[0012]S42:将采集的所述机载GNSS接收机参数、所述地面基准站及野外像控点参数、拍摄的图像数据、无人机P0S参数进行动态差分处理，得到无人机空间位置的坐标数据；
[0013]S43:对得到的所述脉冲文件、无人机空间位置的坐标数据进行内插处理，得到无人机拍照时的高精度经玮度坐标。
[0014]优选的，所述的步骤S5中的拼接处理包括以下步骤:
[0015]S51:根据所述测绘区域的形状和面积、无人机的飞行高度设置各项参数，所述参数包括投影参数、相机参数、P0S参数、影像条带参数、空中三角测量参数、DEM参数、D0M参数以及航片P0S显示参数；
[0016]S52:将拍摄的图像与所述机载GNSS接收机采集的参数进行对比，得到两者之间的匹配连接点，根据所述匹配连接点、所述无人机的高精度经玮度坐标，采用控制点编辑量测工具预测连接点和控制点，与拍摄的图像进行配准处理；
[0017]S53:对完成配准处理的所述图像进行矩阵区域网平差运算，得到修正后的合成图像。
[0018]本发明还提供了一种高精度无人机影像无控制点测绘成图系统，包括地面基准站、野外像控点、机载GNSS接收机、图像采集模块、无人机P0S、测绘图像解算模块、测绘图像拼接模块；所述地面基准站分别与所述无人机P0S、测绘图像解算模块无线连接，所述野外像控点分别与所述图像采集模块、测绘图像解算模块无线连接，所述机载GNSS接收机与所述图像采集模块电连接，所述机载GNSS接收机、所述图像采集模块、所述无人机P0S分别与所述测绘图像解算模块无线连接，所述机载GNSS接收机、所述图像采集模块、测绘图像解算模块分别与所述测绘图像拼接模块电连接，机载GNSS接收机、图像采集模块设置在所述无人机P0S上；
[0019]所述地面基准站，用于记录无人机飞行时的GPS数据；
[0020]所述野外像控点，用于将地面的实际坐标与图像采集模块拍摄的照片相对应；
[0021]所述机载GNSS接收机，用于采集无人机飞行时的GPS数据，并将所述GPS数据发送至测绘图像解算模块、测绘图像拼接模块；
[0022]所述图像采集模块，用于在无人机飞行中采集图像，并将采集图像时将所述图像采集模块的曝光点信息发送至测绘图像解算模块、测绘图像拼接模块；
[0023]所述无人机P0S，用于采集无人机飞行时的P0S数据，并将所述P0S数据发送至测绘图像解算模块；
[0024]所述测绘图像解算模块，用于对接收的所述曝光点信息、GPS数据和P0S数据，并在接收到所述曝光点信息时记录无人机的GPS数据和P0S数据，并对所述GPS数据和P0S数据进行解算处理，得到所述图像采集模块拍照曝光点的位置信息，并将所述曝光点的位置信息发送给测绘图像拼接模块；
[0025]所述测绘图像拼接模块，用于根据拍摄的图像、无人机的GPS数据、接收的曝光点的位置信息对所述拍摄的图像进行拼接处理。
[0026]优选的，所述测绘图像解算模块包括数据解码单元、数据动态差分单元、线性内插单元；所述数据解码单元与所述机载GNSS接收机无线连接，所述数据动态差分单元分别与所述地面基准站、野外像控点、机载GNSS接收机、图像采集模块、无人机P0S无线连接，所述数据解码单元、数据动态差分单元还分别与所述线性内插单元电连接，所述线性内插单元还与所述测绘图像拼接模块电连接；
[0027]所述数据解码单元，用于将机载GNSS接收机采集的原始数据转换成RENIX标准文件并转换出拍照瞬间图像采集模块快门开闭的脉冲文件；
[0028]所述数据动态差分单元，用于对所述地面基准站、野外像控点、机载GNSS接收机、图像采集模块、无人机P0S采集的数据进行动态差分处理得到无人机空间位置的坐标数据；
[0029]所述线性内插单元，用于，用于对所述脉冲文件、无人机空间位置的坐标数据进行内差处理得到无人机拍照时的高精度经玮度坐标并将所述高精度经玮度坐标文件发送给所述测绘图像拼接模块进行拼接处理。
[0030]优选的，所述高精度无人机影像无控制点测绘成图系统还包括航空天线，航空天线设置在无人机P0S上，所述航空天线与所述机载GNSS接收机电连接。
[0031]本发明提供的高精度无人机影像无控制点测绘成图方法及系统，通过对图像拍摄、地面基准站及野外像控点、机载GNSS接收机、无人机P0S采集的数据进行解算处理后得到拍照曝光时刻的准确坐标，利用以上信息进行图像拼接处理，减少野外像控点的布设，提高无人机航空测绘的精度。
【附图说明】
[0032]图1为本发明实施例提供的一种高精度无人机影像无控制点测绘成图方法的流程不意图。
[0033]图2为图1中解算处理的流程示意图。
[0034]图3为图1中拼接处理的流程示意图。
[0035]图4为本发明实施例提供的一种高精度无人机影像无控制点测绘成图系统的结构原理图。
[0036]图5为图4中测绘图像解算模块的结构原理图。
[0037]图6为图4中机载GNSS接收机的原理结构图。
[0038]其中，1 一地面基准站，2—野外像控点，3—机载GNSS接收机，31—卫星接收模块，32—控制模块，33 —电源，34—存储器组，341—SD卡模块，342—Flash存储器，343—内嵌式存储器，35—USB模块，36—蓝牙模块，4一图像采集模块，5—无人机P0S，6—测绘图像解算模块，61—数据解码单元，62—数据动态差分单元，63—线性内插单元，7—测绘图像拼接模块，8—航空天线。
【具体实施方式】
[0039]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0040]如图1所示，本发明提供一种高精度无人机影像无控制点测绘成图方法，包括以下步骤:
[0041]S1:根据测绘区域的形状和面积，设置地面基准站1及野外像控点2并采集地面基准站1、野外像控点2的参数；
[0042]S2:对机载GNSS接收机3进行校准，确保机载GNSS接收机3与地面基准站1的数据同步记录；
[0043]S3:利用无人机对测绘区域进行图像拍摄采集，并实时记录及存储拍照曝光点的机载GNSS接收机参数和无人机P0S参数；
[0044]S4:影像拍摄结束后，对采集的地面基准站及野外像控点参数、拍照曝光点的机载GNSS接收机参数、拍摄的图像数据和无人机P0S参数进行解算处理，得出拍照曝光点无人机空间位置的坐标信息；
[0045]S5:根据拍摄的图像、机载GNSS接收机参数及解算出的无人机空间位置的坐标信息对拍摄的图像进行拼接处理。
[0046]具体的，本实施例中:步骤S1中地面基准站1优选设置在测绘区域的中间位置，用于记录无人机4飞行时的GPS数据；为满足测绘需求，测绘区域的四角处分别布设一个平高地面野外像控点2，测绘区域两端布设2排高程地面野外像控点2，在相同的精度下，使用小画幅相机可以减少50-60%的野外像控点2的个数；步骤S2中使机载GNSS接收机3与地面基准站1的数据同步记录，是为了保证二者的信号实现实时同步；步骤S3中:拍照曝光点的机载GNSS (Global Nav