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什么情况可以免像控?免像控的基本原理

王卫 GIS前沿 2021-05-12


现在经常提到免像控,那么为什么需要像控呢,因为无人机搭载GNSS全球导航系统获取位置信息的精度只能达到米级,但是摄影测量需要高精度的位置信息,所以需要对位置信息进行纠正以达到使用要求。传统的做法是通过像控来纠正。

其实这里的像控是一个动词,包含外业的打像控点及内业刺像控点。这里的像控点又称地面控制点(简称GCP),打像控是用一个特殊的形状标记出一个在地面已知精确位置的点,如经纬度及高度。


用特殊形状标记的目的是方便我们在拍摄的照片中能准确地找到它。刺像控是在内业数据重建中,通过在照片中找到这些控制点,并把这些点的精确位置信息输入到重建软件中,重建软件会根据这些信息纠正并得出重建物体精确的空间数据。

打像控点需要作业人员一个点一个点的去找去打,这类工作大部分由人工完成,占用了大量的外业工作时间。此外内业刺像控也很占用时间,那能不能有一个办法减少这个工作量,甚至不用像控呢?赛尔免像控技术又是如何做到的呢?
 
以大疆 M300 RTK+赛尔 PSDK 102S航测解决方案为例,要做到免像控就需要精确的确定航测过程中航拍照片的精确地内外方位元素,重要的是外方位元素,外方位元素而涉及到位置和姿态,那么如何准确确定呢?需要以下几个方面:

如何实现免像控

 
1、厘米级导航定位系统

我们知道像控点的主要作用是为了获取准确的位置信息,那无人机能提供精准的位置信息吗?答案是肯定的,大疆创新将高精度导航定位系统引入无人机,如M300 RTK 集成RTK 模块,通过RTK 模块可为无人机提供实时厘米级定位数据。

那无人机可以提供高精度的定位信息是不是就可以做到免像控?答案是否定的,想做到免像控仅提供高精度的位置信息是不够的。市面上有很多搭载RTK模块的无人机,但是它们做不到免像控,这是因为RTK模块得到的精准定位数据是模块本身的。而我们需要的是照片的数据,还要进行数据同步。数据同步要考虑到飞机当时的姿态及RTK模块与相机模块的位置关系。除此之外,还要考虑到照片记录的定位数据是拍照瞬间的数据。

 
2、高精度三轴云台

在大疆无人机中提供提供精准的高精度相机镜头姿态信息。通过惯性导航技术,实时同步无人机和相机的姿态信息,每张照片都可以得到准确的姿态信息。


3、TimeSync 精准数据采集系统

大疆无人机和赛尔航测相机的TimeSync 精准数据采集系统,该系统实现飞控、相机与 RTK 的时钟系统微秒级同步,并对相机镜头光心位置和 RTK 天线中心点位置进行了补偿,减少位置信息与相机的时间误差,为影像提供更精确的位置信息。

只有打通RTK模块、飞控模块及相机云台模块之间的通讯,并且具有同步系统,才能获取影像的精确位置信息。

 
4、相机的内方位元素

赛尔无人机每台出厂相机都会经过严格的标定,在出厂的时候就会给出相机的出厂内方位元素;相机的外方位元素则通过无人机高精度的定位坐标和姿态给出,通过TimeSync 系统对相机镜头光心位置和 RTK 天线中心点位置进行补偿为影像提供更精确的位置信息和姿态信息。通过时间同步系统能让每个镜头的坐标都是准确的。

 

所以,要实现高精度免像控以上4个条件缺一不可,若航测设备无法达到该技术条件,为了实现数据成果的精准,则需要布设像控点。


文章授权转载于:赛尔无人机

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