[发明专利]一种简易的相机地面分辨率与无人机飞行高度关系的测量方法

说明书

一种简易的相机地面分辨率与无人机飞行高度关系的测量方法，包括以下步骤：(1)将一白板贴于平整的地面上，以当前图像的海拔高度作为参考基准1；(2)无人机起飞过程及飞行过程中始终保持相机的摄像头垂直于白板平面，直到图像传输中白板难以看清为止；(3)以目测的形式选取白板易于辨认的若干张图片作为实验图像，以参考基准1作为参考基准；(4)并根据白板的长宽比例算出图像中白板的边长像素数；(5)获得相机地面分辨率与无人机飞行高度的统计表；(6)使用matlab软件拟合得出相机x方向地面分辨率g与图像拍摄高度H之间的关系曲线示意图。本发明具有方法简易、方便实施，推算结果较为精准等优点。本发明属于无人机遥感技术领域。

技术领域

本发明属于无人机遥感技术领域，尤其涉及一种简易的相机地面分辨率与无人机飞行高度关系的测量方法。

背景技术

近年来，无人机遥感技术在大规模的农情分析应用上越来越广泛。无人机搭载图像传感器可以便捷的获取区域的信息，而通常情况下，由于成像设备性能所限，单张遥感图像一般不能完全把整个感兴趣的区域包括在内，因此需要对不同角度、不同时间、不同设备的遥感图像进行拍摄，然后把得到的多张图像合成一张边缘平滑、清晰、高质量与高分辨率的图像。

然而，无人机即使在同一飞行高度遥感作业下实际的飞行高度也会存在一定的浮动，导致拍摄获取的图像分辨率不一致，因此在后期图像处理中需要根据事先获取的相机地面分辨率g(单位mm/pixel)与无人机飞行高度H(单位m)关系式，从而通过转化得到无人机实际飞行高度下的坐标映射图，进而得到代拼接图像在x和y方向下的重叠区域，得到高质量的遥感全景图，以对所拍摄区域的农情信息判断更加精准。因此相机的地面分辨率g(单位mm/pixel)与无人机飞行高度H(单位m)关系式尤其重要。虽然现有技术中，已有通过生产商获取相机的CCD传感器的尺寸和焦距的参数，然后通过相似三角形的等比性质，推算出相机地面分辨率g(单位mm/pixel)与飞行高度H(单位m)的关系式的方法，但是实际中却存在因为无法得知相机的CCD传感器的尺寸和焦距的参数，无法进行关系推算。若通过精密的仪器对相机的CCD传感器的尺寸和焦距的参数进行测量，技术要求过高，成本和时间大幅增加；或者因为相机使用不当、用时已久等原因导致镜头出现磨损、老化等情况，此时继续通过生产商给出的CCD传感器的尺寸和焦距的参数进行关系推算，数据关系的误差会较大；若通过更换镜头的方法进行代替，设备成本过高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种简易的相机地面分辨率与无人机飞行高度关系的测量方法。

一种简易的相机地面分辨率与无人机飞行高度关系的测量方法，包括以下步骤：

(1)将一白板贴于平整的地面上，让无人机从白板的中心位置起飞，起飞前保持相机的摄像头垂直于白板平面并拍摄一张图像，以当前图像的海拔高度作为参考基准1；

(2)无人机起飞过程及飞行过程中始终保持相机的摄像头垂直于白板平面，通过图像传输观察白板的位置，当无人机上升到能把白板全部拍进图像的高度时，相机开始拍摄第一张图像，此后无人机每次以间隔两米的高度竖直上升，每上升一次后悬停拍摄，直到图像传输中白板难以看清为止；

(3)以目测的形式选取白板易于辨认的若干张图片作为实验图像，以参考基准1作为参考基准；

(4)根据参考基准计算出每张图像的拍摄高度，将图像进行处理，并去除零星小区域后统计白板的总像素，并根据白板的长宽比例算出图像中白板的边长像素数；

(5)通过对试验中海拔高度、相机拍摄高度、白板边长的像素数的数据的处理，获得相机地面分辨率与无人机飞行高度的统计表；

(6)根据相机地面分辨率与无人机飞行高度的统计表，使用matlab软件拟合得出相机x方向地面分辨率g与图像拍摄高度H之间的关系曲线示意图和相机y方向地面分辨率g与图像拍摄高度H之间的关系曲线示意图。