[发明专利]一种基于景象匹配导航的贴近摄影测量方法

权利要求书

1.一种基于景象匹配导航的贴近摄影测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，在地面或物体表面选择n₀个控制点，n₀≥4；位于同一平面的相邻的四个控制点构成一个标定区域，n₀个控制点将地面或物体表面划分成n₁个不重叠的标定区域，n₁≥1，测量n₀个控制点的大地坐标；

S2，通过手持或手控旋翼无人机在地面或物体表面附近飞行，拍摄m₀个正对步骤S1的地面或物体表面的影像作为参考图像m₀≥1，每个参考图像包含数目相同或不同的m₁个对应地面或物体表面标定区域的图像标定区域1≤m₁≤n₁，并保证m₀个参考图像能覆盖需要贴近摄影测量的地面或物体表面；

S3，根据步骤S1的m₀个参考图像的空间分布，设计相应的旋翼无人机航线，航线上拍摄的实时影像相互之间部分重叠，航迹点是旋翼无人机在航线上正对地面或物体表面拍摄的悬停点，参考图像的中心点是图像标定区域所对应的地面或物体表面的控制点的中心位置，计算每个航迹点到步骤S2的m₀个参考图像的中心点的距离，保存每个航迹点距离上述中心点最近的m₂个参考图像的序号，m₂取5和m₀的较小值；

S4，在航线的每个航迹点和悬停点，利用基于标定区域的特征点组合匹配的位姿估计方法，计算旋翼无人机的位置和姿态，进而自动控制旋翼无人机进行贴近摄影测量；

所述步骤S4具体包括以下步骤：

步骤一，旋翼无人机执行自动航线飞行前，手控旋翼无人机飞行至第1个航迹点附近，调整相机方向使其正对该航迹点附近控制点所在的平面，切换旋翼无人机自动执行程序，基于旋翼无人机相机当前位置拍摄的影像与步骤S3的距离第1个航迹点最近的第1个参考图像，利用基于标定区域的特征点组合匹配的位姿估计方法，计算旋翼无人机相机的位置与姿态，如果不成功，则基于旋翼无人机相机拍摄图像与步骤S3的距离第1个航迹点最近的第m₃个参考图像，m₃＝2、3、…、m₂，计算旋翼无人机相机的位置与姿态，直至计算成功，利用相应的空间几何关系得到旋翼无人机的当前位置S₀与姿态，执行步骤二，否则，执行步骤一；

步骤二，旋翼无人机调整机身方向，向第i个航迹点飞行ΔT₁时间悬停，1≤i≤n₂，n₂是航线上航迹点的个数，飞行时间ΔT₁与当前位置S₀和第i个航迹点之间距离正相关，根据飞行方向和时间ΔT₁粗略估计新的位置S₁，基于旋翼无人机相机当前位置拍摄的影像与距离位置S₁最近的第1个参考图像，利用基于标定区域的特征点组合匹配的位姿估计方法，计算旋翼无人机相机的位置与姿态，如果不成功，则基于旋翼无人机相机拍摄图像与距离位置S₁最近的第1个参考图像最近的第m₃个参考图像，m₃＝2、3、…、m₂，利用基于标定区域的特征点组合匹配的位姿估计方法，计算旋翼无人机相机的当前位置与姿态，直至计算成功，利用相应的空间几何关系得到旋翼无人机的当前位置S₀与姿态，根据当前位置S₀判断是否到达第i个航迹点，若到达第i个航迹点，则悬停空中，并调整相机方向使其正对该航迹点附近控制点所在的平面，拍摄当前位置S₀正对地面或物体表面的影像，执行步骤三，否则，执行步骤二；

步骤三，判断旋翼无人机是否到达航线的最后一个航迹点即第n₂个航迹点若没有到达最后一个航迹点，则i＝i+1，执行步骤二，否则，已到达最后一个航迹点，利用步骤二得到所有航迹点的无人机影像，通过无人机航测内业操作，生成包括数字正射影像图和三维模型的地理信息产品。