自适应拍照航线任务规划方法、系统及储存介质

摘要

一种基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划方法、系统、系统及储存介质。所述自适应拍照航线任务规划方法包括以下步骤：S1，获取在地图中规划的目标测量区；S2，根据拍摄的倾斜角度与航高以所述目标测量区为中心，自动外扩生成飞行区域；S3，在所述飞行区域中生成多条连续的飞行航线，每条航线上有多个航点，并在每个航点上建立独立的拍摄指令以减少拍摄数量。本发明还提供一种基于飞行器倾斜摄影的控制方法。

说明书

技术领域

本发明涉及基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划方法、系统及储存介质。

背景技术

在无人机倾斜摄影数据采集中，通常使用五镜头倾斜相机设备，5个相机的镜头指向分别是垂直朝下，向前45度倾斜，向后45度倾斜，向左45度倾斜，向右45度的倾斜五个方向。基于五镜头倾斜相机的结构特性，为了保证数据采集的完整性即五台相机照片要全部满足覆盖作业成果区域并满足一定的重叠率，在测区边缘部分逐渐产生部分相机的照片超出了测区有效范围，最边缘部分会产生4/5的数据冗余，并且在有效范围内往外拍的照片，部分也是多余的。这种情况导致一方面增加了作业时间、增加了相机的工作负担，缩短了相机的使用寿命，另一方面，大量无效照片数据也大大的降低了数据处理的效率。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划方法、系统及储存介质可有效解决上述问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划方法，包括以下步骤：

S1，获取在地图中规划的目标测量区；

S2，根据拍摄的倾斜角度与航高以所述目标测量区为中心，自动外扩生成飞行区域；

S3，在所述飞行区域中生成多条连续的飞行航线，每条航线上有多个航点，并在每个航点上建立独立的拍摄指令以减少拍摄数量。

本发明进一步提供一种基于飞行器倾斜摄影的控制方法，所述控制方法为通过飞行云台实现，且所述飞行云台上集成有惯导系统，所述控制方法包括以下步骤：

S1，获取在地图中规划的目标测量区；

S2，根据拍摄的倾斜角度与航高以所述目标测量区为中心，自动外扩生成飞行区域；

S3，在所述飞行区域中生成多条连续的飞行航线，每条航线上有多个航点，并在每个航点上建立独立的拍摄指令以减少拍摄数量；

S4，控制所述飞行云台沿所述飞行航线进行拍摄，且在拍摄过程中通过所述惯导系统获取每一张照片的姿态及位置信息。

本发明进一步提供一种基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划系统，包括：

存储单元，存储有电子地图；

输入单元，用于根据用户在电子地图上的输入信息，获取在电子地图中的目标测量区；

处理单元，用于根据拍摄的倾斜角度与航高以所述目标测量区为中心，自动外扩生成飞行区域；且所述处理单元进一步用于在所述飞行区域中生成多条连续的飞行航线，每条航线上有多个航点，并在每个航点上建立独立的拍摄指令以减少拍摄数量。

本发明进一步提供一种基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现上述的一种基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划方法。

本发明进一步提供一种计算机可读的存储介质：所述的存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行实现如上述的一种基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划方法或执行实现如上述的一种基于飞行器倾斜摄影的控制方法。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供的基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划方法、系统、系统及储存介质；通过在所述飞行区域中生成多条连续的飞行航线，并在每条飞行航线的各个航点上建立独立的拍摄指令，相对于现有的同时拍摄的方法，一方面大大的降低了作业时间、减少每一相机的工作负担，提高每一相机的使用寿命；另一方面，可以大量减少无效照片数据，提高数据处理的效率。最后，通过在飞行云台上设置惯导系统，可以降低飞行云台与飞行器之间的软连接所产生的误差，提高每一张照片的姿态及位置信息的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划方法的方法流程图。

图2为本发明实施例提供的基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划方法中的规划示意图。

图3为本发明实施例提供的基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划方法中形成的九宫格的示意图。

图4为本发明实施例提供的基于飞行器倾斜摄影的控制方法的方法流程图。

图5为本发明实施例提供的基于飞行器倾斜摄影的控制方法对区块1的拍摄路径图。

图6为现有技术中的基于飞行器倾斜摄影的控制方法对区块1的拍摄路径图。

图7为通过本发明实施例提供的基于飞行器倾斜摄影的控制方法对区块1的拍摄照片进行后处理得到的区块1的三维模型照片。

图8为通过现有技术中提供的基于飞行器倾斜摄影的控制方法对区块1的拍摄照片进行后处理得到的区块1的三维模型照片。

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，下面将结合本发明实施例中的附图，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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

实施例

请参照图1，本实施例提供一种基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划方法，包括以下步骤：

S1，获取在地图中规划的目标测量区；

S2，根据拍摄的倾斜角度与航高以所述目标测量区为中心，自动外扩生成飞行区域；

S3，在所述飞行区域中生成多条连续的飞行航线，每条航线上有多个航点，并在每个航点上建立独立的拍摄指令以减少拍摄数量。

请一并参见图2，在步骤S1中，可以通过顺序在电子地图中选定位置1-4个点，以该四个点合围形成的区域作为所述目标测量区。

本实施例以五镜头倾斜相机设备为例进行具体说明。其中，所述五镜头倾斜相机设备中的5个相机的镜头指向分别是垂直朝下，向前45度倾斜，向后45度倾斜，向左45度倾斜，向右45度的倾斜五个方向。由于所述五镜头倾斜相机设的倾斜角度为45度，因此，一般需要向外扩一个航高H形成所述飞行区域。其他倾斜相机设备的外扩角度可以根据实际需要选择，在此不做限制。故，本实施例中，作为进一步改进的，在步骤S2中，所述根据拍摄的倾斜角度与航高以所述目标测量区为中心，自动外扩生成飞行区域的步骤包括：

根据拍摄的倾斜角度45°以及航高H以所述目标测量区为中心自动向四周各外扩一个航高H的距离形成所述飞行区域。

作为进一步改进的，在步骤S3中，所述在飞行区域中生成多条连续的飞行航线，每条航线上有多个航点，并在每个航点上建立独立的拍摄指令以减少拍摄数量的步骤包括：

S31，将所述飞行区域以所述目标测量区为中心划分为九宫格；

S32，剔除所述九宫格上四个角落的飞行航线，保留其他飞行航线作为拍摄航线；

S33，在每一航点上根据航高、不同镜头的拍摄的倾斜角度、位置，判断对应的镜头是否可以对所述目标测量区进行有效拍照，是则控制对应的镜头在对应航点上处于拍摄状态，否则控制对应的镜头处于关闭状态，并建立独立的拍摄指令。

在步骤S31中，请参照图3，所述九宫格并不是标准的九宫格，而是以所述目标测量区为中心的9个类矩形区域。

在步骤S32中，航线如果有部分落在九宫格4个角时，直接把落在里面的航线截取删掉，只保留其他几格的航线，如果航线整条都在那4个角内，那就把整条航线都去掉，因为这时候的航线上，所有拍照点都是无用的。

在步骤S33中，请参照图3，以航线A、B、C为例进行说明，判断对应的镜头是否可以对所述目标测量区进行有效拍照。在航线A中，左摄像头向所述目标测量区倾斜45度拍摄的照片为有效拍摄照片，即黑色区域为有效拍摄照片；而垂直向下的摄像头、前摄像头、后摄像头以及右摄像头所拍摄的照片均为无效拍摄照片，即方格区域为无效拍摄照片。因此，在航线A上，应控制对应的左镜头在对应拍摄航线上处于拍摄状态，而控制剩下的镜头处于关闭状态，并建立对应的独立的拍摄指令。在航线B中，左摄像头、前摄像头、后摄像头、以及垂直向下摄像头对所述目标测量区拍摄的照片为有效拍摄照片，即黑色区域为有效拍摄照片；而右摄像头所拍摄的照片均为无效拍摄照片，即方格区域为无效拍摄照片。因此，在航线B上，应控制对应的左摄像头、前摄像头、后摄像头、以及垂直向下摄像头在对应拍摄航线上处于拍摄状态，而控制右摄像头处于关闭状态，并建立对应的独立的拍摄指令。在航线C中，所有摄像头对所述目标测量区拍摄的照片为有效拍摄照片，即黑色区域为有效拍摄照片。因此，在航线C上，应控制所有摄像头在对应拍摄航线上处于拍摄状态，并建立对应的独立的拍摄指令。可以理解，上述判断对应的镜头是否可以对所述目标测量区进行有效拍照，都是基于各自摄像头所处的位置、拍摄角度以及航高所决定的。当然，在整个拍规划程中，会形成初始飞行点5、飞行过程的多个航点6以及飞行终点7。从初始飞行点5按顺序历遍所有飞行航点6最后到达飞行终点7结束。可以理解，在两个连续的航点之间，会根据上一航点的拍摄指令进行连续拍照，直到下一航点拍摄指令改变。

请参照图4，本发明实施例进一步提供一种基于飞行器倾斜摄影的控制方法，所述控制方法为通过飞行云台实现，且所述飞行云台上集成有惯导系统，所述控制方法包括以下步骤：

S1，获取在地图中规划的目标测量区；

S2，根据拍摄的倾斜角度与航高以所述目标测量区为中心，自动外扩生成飞行区域；

S3，在所述飞行区域中生成多条连续的飞行航线，每条航线上有多个航点，并在每个航点上建立独立的拍摄指令以减少拍摄数量；

S4，控制所述飞行云台沿所述飞行航线进行拍摄，且在拍摄过程中通过所述惯导系统获取每一张照片的姿态及位置信息。

可以理解，通过在飞行云台上设置惯导系统，可以降低飞行云台与飞行器之间的软连接所产生的误差，提高每一张照片的姿态及位置信息的准确性。一般而言，在倾斜建模中，如果叠加照片实时的姿态及位置信息，可大大提高建模的效率，提高空三重建的速度。传统做法是从飞机飞行姿态中获取飞机的姿态及位置信息给云台相机使用。但是，飞行云台一般搭载于飞行器下方，为了防止飞行震动对飞行云台拍摄产生的影响，一般在所述飞行云台与飞行器之间设置安装避震单元。但是安装避震单元后，飞行云台的实时角度以及方向与飞行器的实时角度以及方向会产生较大误差。故本发明创造性的飞行云台上设置惯导系统，云台可独立于飞机实时记录拍照时的姿态及位置信息，从而可以避免上述误差。优选的，作为进一步改进的，在步骤S4中，所述控制飞行云台沿所述飞行航线进行拍摄，且在拍摄过程中通过所述惯导系统获取每一张照片的位置信息的步骤包括：

控制所述飞行云台沿所述飞行航线进行拍摄曝光一次，同时控制所述惯导系统获取曝光时获取的实时照片的实时姿态及位置信息，并将所述实时照片以及所述实时姿态及位置信息相关联。

作为进一步改进的，所述控制方法可以进一步包括：

S5，获取各个摄像头的拍摄次数，交换各个摄像头的拍摄位置，使各个摄像头的拍摄次数趋于一致。

在步骤S5中，假设左摄像头的拍摄次数过多，而右摄像头的拍摄次数过少，可以在实际的拍摄控制过程中，将左右摄像头进行对调，从而使各个摄像头的拍摄寿命趋于一致，避免频繁更换。

请一并参照图5-6，图5为本发明的控制方法对区块1的拍摄路径图，从图中可以看出对区块1的拍摄数量只有2631帧。图6为现有技术的控制方法对区块1的拍摄路径图(包括多条航线，且每条航线具有多个多个航点，每个航点之间具有多个拍摄点)，从图中可以看出对区块1的拍摄数量5630帧。由此可见，本发明的控制方法有效减少航片达50％以上。从根源上减少了照片，延长了快门使用寿命，配合惯导技术加持，增加了四倍以上的空三效率。请一并参照图7-8，图7为通过本发明的控制方法获得的区块1的拍摄照片后处理得到的区块1的三维模型照片。图8为通过现有的控制方法获得的区块1的拍摄照片后处理得到的区块1的三维模型照片。从图中可以看出，虽然本发明的拍摄数量明显减少，但是构建的三维模型基本一样。

本发明进一步提供一种基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划系统，包括：

存储单元，存储有电子地图；

输入单元，用于根据用户在电子地图上的输入信息，获取在电子地图中的目标测量区；

处理单元，用于根据拍摄的倾斜角度与航高以所述目标测量区为中心，自动外扩生成飞行区域；且所述处理单元进一步用于在所述飞行区域中生成多条连续的飞行航线，每条航线上有多个航点，并在每个航点上建立独立的拍摄指令以减少拍摄数量。

本发明进一步提供一种基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现上述的一种基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划方法。

本发明进一步提供一种计算机可读的存储介质：所述的存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行实现如上述的一种基于飞行器倾斜摄影的自适应拍照航线任务规划方法或执行实现如上述的一种基于飞行器倾斜摄影的控制方法。

在本发明所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以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全部或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)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。