[发明专利]一种多旋翼无人机免像控点三维建模与测图的装置及方法

说明书

本发明属于无人机摄影测量技术领域，涉及一种多旋翼无人机免像控点三维建模与测图的装置及方法。本发明通过多旋翼飞行平台、电源模块、三轴摄影云台、航摄相机、机载GNSS差分模块、通信模块、自驾仪模块和控制模块的有机设置，并经相机参数精准测定、三维航线设计、架设基站、自动飞行与拍摄、落地检查和数据整理、曝光点外方位线元素精准求定和免像控点空中三角测量计算七个步骤，无需进行地面像控点测量工作，即能完成精度达国家大比例尺测图精度要求的空中三角测量，航测内业产品加工直接进行。本发明作业流程去除了外业地面像控点测量工序，实现作业模式从航摄到内业计算的直接衔接，减少了外业像控点测量的时间和开支，有效规避安全风险。

技术领域

本发明属于无人机摄影测量技术领域，具体涉及一种多旋翼无人机免像控点三维建模与测图的装置及方法。

背景技术

现有无人机传统摄影测量或倾斜摄影测量技术作业流程中，为确保空中三角测量的几何精度，往往需要野外测绘一定数量的地面像控点，其坐标参与区域网平差计算，但在工期日益紧张、像控点测量成本日益增加、危险困难地面人员无法抵达区域等工况条件下，减少甚至免除地面像控点测量工序将日趋紧迫。

但目前的多旋翼无人机传统下视单镜头航摄或“多镜头”倾斜摄影进行测图或三维建模，若完全免除地面像控点测量，还存在如下技术问题：

(1)现有的摄影测量与三维建模空中三角测量，依赖大量或少量地面像控满足必要的空三系统误差消除，无法实现真正的免除像控点进行前方交会测量定位。

(2)空中三角测量的平面和高程精度，尤其是高程精度受重力场模型和摄区严密转换关系影响，往往精度无法达到规范要求，以满足大比例尺地形测量或三维建模的国家标准精度要求。

发明内容

本发明提供了一种多旋翼无人机免像控点三维建模与测图的装置及方法，目的在于提供一种实现地面无像控点并使得三维建模与测图的空中三角测量定位精度达到国家大比例尺(1：500 1:1000 1:2000)测图精度的几何要求的装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多旋翼无人机免像控点三维建模与测图的装置，包括

多旋翼飞行平台，

电源模块，电源模块连接在多旋翼飞行平台上；

三轴摄影云台，三轴摄影云台连接在多旋翼飞行平台正下方；

航摄相机，航摄相机连接在三轴摄影云台下方并与三轴摄影云台电信号连接；

机载GNSS差分模块，机载GNSS差分模块连接在多旋翼飞行平台上；

通信模块，通信模块连接在多旋翼飞行平台上；

自驾仪模块，自驾仪模块连接在多旋翼飞行平台上，自驾仪模块与机载GNSS差分模块、通信模块和三轴摄影云台电信号连接，自驾仪模块通过相机曝光线与航摄相机连接；

控制模块，控制模块与通信模块电信号连接；

所述机载GNSS差分模块、自驾仪模块和通信模块均与电源模块电连接。

所述机载GNSS差分模块至少包括机载多模高频GNSS接收机、GNSS接收天线、历元数据存储器、RTK通讯链路电台和电子耦合连接附属件；所述的机载多模高频GNSS接收机与GNSS接收天线电信号连接，历元数据存储器与机载多模高频GNSS接收机连接，RTK通讯链路电台与机载多模高频GNSS接收机电信号连接，电子耦合连接附属件一端连接机载多模高频GNSS接收机，另一端连接自驾仪模块。