《電子技術(shù)應(yīng)用》
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無人機(jī)成果精度會(huì)受哪些因素的影響

2019-09-22

  一、無人機(jī)航空攝影測(cè)量概述

  低空數(shù)字航空攝影測(cè)量相對(duì)傳統(tǒng)攝影測(cè)量來說,機(jī)動(dòng)快速,操作簡(jiǎn)單,云下攝影,能獲取高分辨率航空影像,影像制作周期短,效率高,成本低,在應(yīng)急測(cè)繪、困難地區(qū)測(cè)繪、小城鎮(zhèn)測(cè)繪、重大工程項(xiàng)目測(cè)繪、小范圍高精度測(cè)繪應(yīng)用廣泛。

  但是,無人機(jī)艦空攝影側(cè)量系統(tǒng)采用的傳感器是由工業(yè)級(jí)CCD改裝的相機(jī)。這種相機(jī)為非測(cè)量相機(jī),較之傳統(tǒng)的測(cè)繪航空攝影傳惑器,存在著光學(xué)畸變差CCD陣面非正交性所產(chǎn)生的誤差。另外,由于CCD陣面為非正方形,其攝影機(jī)的放置方式也影響實(shí)際航空攝影的基線長度。再加上后期像控點(diǎn)聯(lián)測(cè),立體量測(cè)的誤差,形成了影像無人機(jī)航空攝影測(cè)量最終產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素。

  二、影響無人機(jī)航測(cè)精度的幾大要素

  無人機(jī)航空測(cè)量系統(tǒng)在進(jìn)行地形測(cè)量時(shí),存在著測(cè)量誤差。這些誤差主要來源于儀器誤差、人為誤差、氣候等外界因素影響產(chǎn)生的誤差。

  a、儀器誤差

  由于儀器設(shè)計(jì)、制作不完善,或經(jīng)校驗(yàn)還存在殘余誤差。這部分誤差主要是傳感器量化過程帶來的系統(tǒng)誤差。

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  由無人機(jī)的載重及體積的原因,無法搭載常規(guī)的航攝儀進(jìn)行測(cè)繪航空攝影,自前選用的是中幅面CCD作為傳感器的感光單元,經(jīng)過加固和電路改裝以后,成為具有穩(wěn)定內(nèi)方價(jià)元索豹數(shù)碼相機(jī)。由于感光單元的非正方形因子和非正交性以及畸變差的存在,畸變差的存在使測(cè)量成果無法滿足精度要求。

  小型數(shù)碼相機(jī)一般均為矩形陣面的CCD,并非傳統(tǒng)的正方形。像片重疊度越大基線越短,基高比越小,正常情況下,其基高比為0.15左右,遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)攝影的0.50,在立體模型下,同名地物交會(huì)角較小,降低了立體觀測(cè)效果,直接影響高程量測(cè)精度。如果在保證具有三度重疊的前提下,盡量減少相片重疊度或使CCD陣面的長邊與攝影航線相一致,可以大大增加基高比,提高高程量測(cè)精度

  b、人為誤差

  由于人的感官鑒別能力、技術(shù)水平和工作態(tài)度因素帶來的誤差,以及像控識(shí)別、空三加密、立體采集產(chǎn)生的人為誤差。

  像控點(diǎn)精度有刺點(diǎn)精度和觀測(cè)精度。在觀測(cè)精度符合設(shè)計(jì)要求的情況下,刺點(diǎn)精度成為影響像片控制測(cè)量精度的主要因素。由于無人機(jī)的像幅較小,可供選擇像控點(diǎn)位的范圍相對(duì)較小,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在像控點(diǎn)布設(shè)的范圍內(nèi)找不到明顯地物刺點(diǎn),尤其是在野外居民地稀少地區(qū),像控點(diǎn)選刺在地物棱角是否明顯,影像反差是否理想的地點(diǎn),都是制約像控點(diǎn)精度的因素。

  外業(yè)像控點(diǎn)測(cè)量時(shí),對(duì)目標(biāo)點(diǎn)的選取主要取決于影像紋理的豐富程度,影像紋理粗糙、弧形地物、線狀地物交角不好,直接影響了外業(yè)點(diǎn)位選取精度,同時(shí)內(nèi)業(yè)對(duì)像控點(diǎn)的轉(zhuǎn)刺同樣有較大的誤差,較低了成圖精度。如果采取先布設(shè)地面目標(biāo)點(diǎn)后攝影,則能較大提高外業(yè)選點(diǎn)精度和內(nèi)業(yè)轉(zhuǎn)刺點(diǎn)精度,有助于提高成圖質(zhì)量。

  內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集分為空三加密與立體量測(cè)。像控點(diǎn)識(shí)別與判讀均會(huì)與外業(yè)實(shí)際位置產(chǎn)生一定的誤差,空三加密時(shí)也會(huì)有一定的誤差,還有在立體采集量測(cè)時(shí)切測(cè)的誤差等等。

  c、外界因素

  由于天氣狀況對(duì)飛行器姿態(tài)和成像質(zhì)量的影響產(chǎn)生的誤差。

  對(duì)攝影成像來說,景物亮度的大小只影響像片上的曝光量,重要的是像片上相鄰地物影像之間的密度差,如果地物影像之間沒有密度差異,也就是沒有影像反差,也就無法從影像上辨別地物,而決定影像反差的因素除了景物本身特征外,主要取決于陽光部分和陰影部分照度之間的差異,如果選擇天氣條件不好時(shí)攝影,必然使影像質(zhì)量變差。

  微型無人機(jī)體積較小,一般都在三十公斤之內(nèi),在攝影時(shí)受氣流、風(fēng)力、風(fēng)向影響較大,無法保持直線平穩(wěn)飛行,航線傾角、旁向傾角和旋轉(zhuǎn)角都很大,飛行姿態(tài)難以控制,飛機(jī)在航線前后左右等方向上擺動(dòng)造成了影像模糊,影像了清晰度。

  另外,由于遙控?zé)o人機(jī)采用低空飛行,航高較低,相對(duì)地面物體移動(dòng)速度較快,在曝光過程中,成像面上的地物構(gòu)像隨之產(chǎn)生位移,形成像移,像移的出現(xiàn)同樣使影像模糊,影響了成像質(zhì)量。


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