測(cè)定輕小型無(wú)人機(jī)中航測(cè)相機(jī)曝光時(shí)刻的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種測(cè)定輕小型無(wú)人機(jī)中航測(cè) 相機(jī)曝光時(shí)刻的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量工作中數(shù)碼相機(jī)曝光時(shí)刻的精確時(shí)間信息是不 記錄或是將無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)發(fā)出的曝光脈沖信號(hào)的時(shí)刻作為相機(jī)曝光時(shí)刻，未考慮相機(jī)曝 光延遲的問(wèn)題，因此不能夠精確反映相機(jī)曝光時(shí)刻。沒(méi)有精確的時(shí)間信息就不可能與精確 的坐標(biāo)信息進(jìn)行有效的匹配關(guān)聯(lián)，這就使得航空攝影測(cè)量需要大量的地面像控點(diǎn)進(jìn)行精度 支持，例如，GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)）頻率一般為4HZ左右，而無(wú) 人機(jī)通常是在30m/s左右的速度上連續(xù)飛行，這就使得GPS記錄的時(shí)間信息與坐標(biāo)信息有 相當(dāng)大的差距，而GPS給的曝光信息到相機(jī)實(shí)施曝光動(dòng)作也有一段時(shí)間，而此時(shí)飛機(jī)在空 中已經(jīng)發(fā)生了位移，所以此時(shí)GPS記錄的時(shí)間信息并不是相機(jī)真正曝光的時(shí)間信息。專利 號(hào)CN201310012924. 9中，公開(kāi)了一種無(wú)人機(jī)用小型航測(cè)相機(jī)曝光信號(hào)實(shí)時(shí)獲取及記錄方 法，從相機(jī)快門前簾處獲取相機(jī)曝光信號(hào)，并由GPS設(shè)備記錄此信號(hào)的時(shí)間信息作為相機(jī) 曝光時(shí)刻，但由于該方法中相機(jī)曝光信號(hào)是從相機(jī)內(nèi)部的前簾位置引出并連接到GPS設(shè)備 上，因此結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且相機(jī)快門容易受到信號(hào)干擾而導(dǎo)致快門工作誤差，從而進(jìn)一步影響 事件記錄的精度，因此該方法仍然無(wú)法很好地解決無(wú)人機(jī)中航測(cè)相機(jī)曝光時(shí)刻的精確測(cè)定 的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種精確測(cè)定輕小型無(wú)人機(jī)中航測(cè)相機(jī)曝光時(shí) 刻的方法，以解決上述的問(wèn)題和不足并提供至少以下該的優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種測(cè)定輕小型無(wú)人機(jī)中航測(cè)相機(jī)曝光時(shí)刻的方 法，包括：無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的曝光控制信息，生成曝光試驗(yàn)信號(hào)，并將該曝光 試驗(yàn)信號(hào)分別發(fā)送給航測(cè)相機(jī)和測(cè)量系統(tǒng)；該航測(cè)相機(jī)根據(jù)該曝光試驗(yàn)信號(hào)進(jìn)行曝光動(dòng) 作，同時(shí)生成同步信號(hào)，并將該同步信號(hào)發(fā)送給該測(cè)量系統(tǒng)；該測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)接收到該曝光 試驗(yàn)信號(hào)的時(shí)刻與接收到該同步信號(hào)的時(shí)刻，確定該航測(cè)相機(jī)的曝光延遲時(shí)間，并將該曝 光延遲時(shí)間發(fā)送給GNSS系統(tǒng)；該無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的曝光控制信息，生成曝光 控制信號(hào)，并將該曝光控制信號(hào)分別發(fā)送給該航測(cè)相機(jī)和該GNSS系統(tǒng)；該GNSS系統(tǒng)根據(jù)該 曝光延遲時(shí)間和接收到該曝光控制信號(hào)的時(shí)刻，確定該航測(cè)相機(jī)的精準(zhǔn)曝光時(shí)刻。
[0005] 優(yōu)選地，該測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)接收到該曝光試驗(yàn)信號(hào)的時(shí)刻與接收到該同步信號(hào)的時(shí) 亥IJ，確定該航測(cè)相機(jī)的曝光延遲時(shí)間，包括：該測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)接收到該曝光試驗(yàn)信號(hào)的時(shí) 亥IJ，確定該航測(cè)相機(jī)的基準(zhǔn)曝光時(shí)刻；該測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)該基準(zhǔn)曝光時(shí)刻與接收到該同步信 號(hào)的時(shí)刻，確定該航測(cè)相機(jī)的曝光延遲時(shí)間。
[0006] 進(jìn)一步地，該測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)該基準(zhǔn)曝光時(shí)刻與接收到該同步信號(hào)的時(shí)刻，確定該 航測(cè)相機(jī)的曝光延遲時(shí)間，包括：該測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)該基準(zhǔn)曝光時(shí)刻與接收到該同步信號(hào)的 時(shí)刻，計(jì)算該基準(zhǔn)曝光時(shí)刻和接收到該同步信號(hào)的時(shí)刻之間的時(shí)間差值；若該時(shí)間差值小 于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間差值，則該測(cè)量系統(tǒng)將該時(shí)間差值作為該航測(cè)相機(jī)的曝光延遲時(shí)間，否 則該測(cè)量系統(tǒng)將該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間差值作為該航測(cè)相機(jī)的曝光延遲時(shí)間。
[0007] 優(yōu)選地，上述方法中，該測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)接收到該曝光試驗(yàn)信號(hào)的時(shí)刻與接收到該 同步信號(hào)的時(shí)刻，確定該航測(cè)相機(jī)的曝光延遲時(shí)間，包括：該測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)多次接收到該曝 光試驗(yàn)信號(hào)的時(shí)刻與多次接收到的與該曝光試驗(yàn)信號(hào)對(duì)應(yīng)的該同步信號(hào)的時(shí)刻，確定該航 測(cè)相機(jī)的多次試驗(yàn)延遲時(shí)間；該測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)該多次試驗(yàn)延遲時(shí)間，確定該航測(cè)相機(jī)的曝 光延遲時(shí)間。
[0008] 進(jìn)一步地，上述方法還包括：該GNSS系統(tǒng)將該曝光延遲時(shí)間發(fā)送給該無(wú)人機(jī)飛控 系統(tǒng)；該無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)根據(jù)該曝光延遲時(shí)間，重新確定該曝光控制信息。
[0009] 優(yōu)選地，上述計(jì)算方法還包括：該GNSS系統(tǒng)根據(jù)該航測(cè)相機(jī)的精準(zhǔn)曝光時(shí)刻，計(jì) 算航測(cè)像片的外方位元素。
[0010] 第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了測(cè)定輕小型無(wú)人機(jī)中航測(cè)相機(jī)曝光時(shí)刻的裝 置，包括：無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)、航測(cè)相機(jī)、測(cè)量系統(tǒng)和GNSS系統(tǒng)；該無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)、該航測(cè)相 機(jī)和該測(cè)量系統(tǒng)依次順序連接形成閉合回路；該無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)與該GNSS系統(tǒng)連接；該 測(cè)量系統(tǒng)與該GNSS系統(tǒng)連接；該無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的曝光控制信息，同時(shí) 生成曝光試驗(yàn)信號(hào)和曝光控制信號(hào)，并將該曝光試驗(yàn)信號(hào)同時(shí)發(fā)送給該航測(cè)相機(jī)和該測(cè)量 系統(tǒng)，將該曝光控制信號(hào)同時(shí)發(fā)送給該航測(cè)相機(jī)和該GNSS系統(tǒng)；該航測(cè)相機(jī)用于根據(jù)該曝 光試驗(yàn)信號(hào)或該曝光控制信號(hào)進(jìn)行曝光動(dòng)作，同時(shí)生成同步信號(hào)，并將該同步信號(hào)發(fā)送給 該測(cè)量系統(tǒng)；該測(cè)量系統(tǒng)用于根據(jù)接收到該曝光試驗(yàn)信號(hào)的時(shí)刻與接收到該同步信號(hào)的時(shí) 亥IJ，確定該航測(cè)相機(jī)的曝光延遲時(shí)間，并將該曝光延遲時(shí)間發(fā)送給該GNSS系統(tǒng)；該GNSS系 統(tǒng)用于根據(jù)該曝光延遲時(shí)間和接收到該曝光控制信號(hào)的時(shí)刻，確定該航測(cè)相機(jī)的精準(zhǔn)曝光 時(shí)刻。
[0011] 優(yōu)選地，該測(cè)量系統(tǒng)包括基準(zhǔn)模塊和校驗(yàn)?zāi)K；該基準(zhǔn)模塊用于根據(jù)接收到該曝 光試驗(yàn)信號(hào)的時(shí)刻，確定該航測(cè)相機(jī)的基準(zhǔn)曝光時(shí)刻，并將該基準(zhǔn)曝光時(shí)刻發(fā)送給該校驗(yàn) 模塊；該校驗(yàn)?zāi)K用于根據(jù)該基準(zhǔn)曝光時(shí)刻與接收到該同步信號(hào)的時(shí)刻，確定該航測(cè)相機(jī) 的曝光延遲時(shí)間。
[0012] 進(jìn)一步地，該校驗(yàn)?zāi)K包括差值單元和比較單元；該差值單元用于根據(jù)該基準(zhǔn)曝 光時(shí)刻與接收到該同步信號(hào)的時(shí)刻，計(jì)算該基準(zhǔn)曝光時(shí)刻和接收到該同步信號(hào)的時(shí)刻之間 的時(shí)間差值，并將該時(shí)間差值發(fā)送給該比較單元；該比較單元用于根據(jù)該時(shí)間差值，確定與 預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間差值之間的關(guān)系，若該時(shí)間差值小于該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間差值，則將該時(shí)間差值作 為該航測(cè)相機(jī)的曝光延遲時(shí)間，否則將該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間差值作為該航測(cè)相機(jī)的曝光延遲時(shí)間， 并將該曝光延遲時(shí)間發(fā)送給該GNSS系統(tǒng)。
[0013] 進(jìn)一步地，上述裝置中，該測(cè)量系統(tǒng)還包括均值模塊；該均值模塊用于根據(jù)多次接 收到該曝光試驗(yàn)信號(hào)的時(shí)刻與多次接收到的與該曝光試驗(yàn)信號(hào)對(duì)應(yīng)的該同步信號(hào)的時(shí)刻， 確定該航測(cè)相機(jī)的多次試驗(yàn)延遲時(shí)間，并根據(jù)該多次試驗(yàn)延遲時(shí)間，確定該航測(cè)相機(jī)的曝 光延遲時(shí)間。
[0014] 本發(fā)明實(shí)施例提供的精確測(cè)定輕小型無(wú)人機(jī)中航測(cè)相機(jī)曝光時(shí)刻的方法，利用航 測(cè)相機(jī)執(zhí)行曝光動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的同步信號(hào)，確定航測(cè)相機(jī)的曝光延遲時(shí)間，并根據(jù)該曝光延 遲時(shí)間和GNSS系統(tǒng)接收到無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)發(fā)出的曝光控制信號(hào)的時(shí)刻，確定該航測(cè)相機(jī) 的精準(zhǔn)曝光時(shí)刻，大大提高了事件記錄的精度，作為影像的外方位元素的初值，極大地減少 了影響處理過(guò)程中對(duì)地面控制點(diǎn)的依賴程度，能夠做到無(wú)控制或者少量控制點(diǎn)。
[0015] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合 所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附 圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì) 范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這 些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0017] 圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一種輕小型無(wú)人機(jī)中裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種精確測(cè)定輕小型無(wú)人機(jī)中航測(cè)相機(jī)曝光 時(shí)刻的方法的流程圖；
[0019] 圖3(a)和（b)分別示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種曝光控制信號(hào)和同步信號(hào) 的波形；
[0020] 圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的第二種精確測(cè)定輕小型無(wú)人機(jī)中航測(cè)相機(jī)曝 光時(shí)刻的方法的流程圖；
[0021] 圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的第三種精確測(cè)定輕小型無(wú)人機(jī)中航測(cè)相機(jī)曝 光時(shí)刻的方法的流程圖；
[0022] 圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種精確測(cè)定輕小型無(wú)人機(jī)中航測(cè)相機(jī)曝光 時(shí)刻的裝置；
[0023] 圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的第二種精確測(cè)定輕小型無(wú)人機(jī)中航測(cè)相機(jī)曝 光時(shí)刻的裝置。
[0024] 1無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)
[0025] 2 GNSS 系統(tǒng)
[0026] 3航測(cè)相機(jī)
[0027] 4測(cè)量系統(tǒng)
[0028] 12基準(zhǔn)模塊
[0029] 13校驗(yàn)?zāi)K
[0030] 14差值單元
[0031] 15比較單元
[0032] 16均值模塊
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在 此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。因 此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的 范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做 出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0034] 如圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中的一種輕小型無(wú)人機(jī)中裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，無(wú)人 機(jī)飛控系統(tǒng)1根據(jù)預(yù)先設(shè)定的曝光控制信息，輸出兩路同步的相機(jī)曝光脈沖信號(hào)，其中一 路發(fā)送給相機(jī)3用于控制相機(jī)3進(jìn)行曝光動(dòng)作，另外一路發(fā)送給GNSS系統(tǒng)，記錄該脈沖的 到來(lái)時(shí)刻。本發(fā)明中的方法實(shí)施例以圖1所示的裝置為例進(jìn)行說(shuō)明，具體應(yīng)用本發(fā)明提供 的方案時(shí)，并不局限于圖1所示的一種裝置結(jié)構(gòu)，還可以采用其它變形的裝置結(jié)構(gòu)，本發(fā)明 實(shí)施例不一一贅