航空测量图像捕获系统技术方案

公开了一种用于测量飞行器的航空测量图像捕获系统。该系统包括被布置为捕获测量飞行器下方的地面的连续图像的相机系统。该相机系统具有相关联的相机参数，并且具有用于测量飞行器的间隔不足(LOS)避免系统。该LOS避免系统被布置为基于测量飞行器和邻近飞行器的位置和移动来确定他们之间的预测的最近接近点(CPA)距离，将CPA距离和与LOS相对应的定义的最小间隔距离进行比较，并且确定测量飞行器的、为使CPA距离保持高于定义的最小间隔距离所要求的至少一个导航参数的估计。该系统进一步被布置为修改相机系统参数，以在利用估计的至少一个导航参数对测量飞行器进行导航时至少部分地补偿测量效率的变化。

Aerial survey image acquisition system

An aerial survey image acquisition system for measuring aircraft is disclosed. The system includes a camera system arranged to capture successive images of ground beneath the aircraft. The camera system has associated camera parameters and has an LOS system for measuring aircraft gaps. The LOS system is arranged to avoid determining prediction between them the closest point of approach based on the measurement of aircraft and aircraft near the location and moving distance (CPA), the minimum distance and CPA distance definition corresponding to LOS were compared, and determine the measurement of aircraft, estimated that at least one CPA distance the navigation parameters required minimum distance is higher than the definition of the. The system is further arranged to modify the camera system parameters so as to compensate, at least in part, variations in measurement efficiency when navigating the measuring vehicle using at least one navigation parameter estimated.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】航空测量图像捕获系统
本专利技术涉及一种用于测量飞行器的航空测量图像捕获系统。
技术介绍
测量飞行器通常包括被布置为捕获地面图像的航空相机系统。通常，航空相机系统安装到测量飞行器的底侧部分，并且在测量飞行器沿着定义的飞行路线移动时捕获地面图像。该系统被布置为捕获每个地面特征的多个图像，这使得诸如光束平差处理的摄影测量解决方案能够应用到所捕获的图像，以针对与所使用的每个相机以及由每个相机捕获的图像相关联的内部和外部定向信息确定最佳解决方案。由光束平差处理产生的解决方案然后可以用于诸如3D重建之类的进一步处理，以及用于产生诸如低点和/或斜点照相地图以及高程数据集之类的输出产品。为了改善由光束平差处理产生的摄影测量解决方案，必须增加针对每个地面特征获取的图像数量，并且这通常通过以下方式实现：通过更频繁地捕获图像使得提高连续捕获的图像之间的重叠，通过确保在相邻的飞行路线之间存在足够的重叠，以及通过针对地面上的每个点确保从合适的角度获取图像。为了产生好的摄影测量解决方案，通常需要大约10的冗余，但随着关于每个图像的相对较长的相关联焦距以及相对大的图像重叠，在图像捕获的相机位置之间的距离与到目标的距离之比(基-高比(base-to-heightratio))相对较小，这影响摄像测量解决方案的精度。航空相机系统的生产能力根据在给定分辨率下每小时捕获的地面区域的量确定。因此，由于飞行成本主要是根据小时率确定的，所以若系统每小时捕获更多地面区域，则每单元区域的成本下降。此外，期望仅捕获针对给定区域所要求的最小量的数据，以对其进行处理而达到期望的精度，并输出产品要求。根据“仪表飞行规则(InstrumentFlightRules)”在受控制的空域中的所有飞行器运行都被要求始终与其它飞行器保持最小间隔。这由监视受控制的空域中的所有飞行器的位置和速度并且向飞行器提供指导以确保飞行安全的足够间隔的空管员完成。全球的空域管辖区域要求实现以下两条间隔条件：1、关于在同一或相似高度飞行的飞行器的最小水平间隔；以及2、关于在同一或相似纬度和经度飞行的飞行器的最小垂直间隔。空管员运用间隔标准，以将在所控制的空域中以及在具有运行控制塔的机场处运行的飞行器分开一最小距离。当两架飞行器分开的距离小于由空域分类定义的最小间隔距离时，认为存在间隔不足LOS(lossofseparation)的情况，提醒空管员进行干预以指示一架或两架飞行器的飞行员采取积极的规避动作。LOS并不一定表示两架涉事飞行器存在实际碰撞的风险，而是没有保持根据相关空域分类的间隔标准。可以被改变以在靠拢的飞行路线上的飞行器之间提供足够的间隔的参数包括航线、速率或高度，并且可以对飞行器中的每个或两个飞行器进行这些参数中的一个或多个的改变。航空测量飞行器被要求沿着大体以固定间距平行的预定飞行路线飞行。可以容忍轻微偏离定义的飞行路线并且可以继续图像采集。然而，与定义的飞行路线严重地垂直或水平地偏离需要暂停图像采集。只能在飞行器在之前暂停图像采集的位置返回中断的飞行路线时才重新开始图像采集。空管员在做出关于让靠拢飞行路线上的两架飞行器中的哪架转道的决定时，在大部分空域管辖中，定期旅客运输(RPT)飞行器相对于其他民用飞行器具有优先权。与其它空域使用者相比，测量飞行器通常具有最低的优先权。结果，在受控制的空域中运行的测量飞行器会具有比其它航空交通参与者更大的与各自计划的飞行路线偏离的可能性。然而，测量飞行器与计划的飞行路线偏离引起测量生产能力的重大损失，这是因为测量飞行的暂停和重新开始之间损失了测量时间以及因为需要的附加的燃油。
技术实现思路
在本说明书中，将理解的是，“最近接近点”(CPA)是指示飞行器相对于彼此移动时两架飞行器之间的预测的最小距离的距离值。CPA值指示两架飞行器之间的碰撞风险。在本说明书中还将理解的是，“最小间隔距离”是在存在间隔不足(LOS)的情况下两架飞行器之间的由空域分类定义的距离，并且要求航空交通控制进行干预以向飞行器中的一架或两架飞行器提供指示，来对航行方向做出改变。根据本专利技术的第一方面，提供一种用于使用包括高度、速率和方向的导航参数可导航的测量飞行器的航空测量图像捕获系统，该系统包括：被布置为随着测量飞行器在定义的飞行路线上航行捕获该测量飞行器下方的地面的连续图像的相机系统，该相机系统具有指示相机系统的图像捕获特征的相关联相机参数；用于测量飞行器的间隔不足(LOS)避免系统；LOS避免系统被布置为：接收指示测量飞行器的位置和移动的信息，并且接收指示在测量飞行器附近的邻近飞行器的位置和移动的信息；基于接收到的指示测量飞行器的位置和移动的信息以及接收到的指示邻近飞行器的位置和移动的信息，确定测量飞行器与邻近飞行器之间的预测的最近接近点(CPA)距离；将CPA距离和与间隔不足(LOS)相对应的定义的最小间隔距离进行比较；并且确定测量飞行器的、为使CPA距离保持高于定义的最小间隔距离所要求的至少一个导航参数的估计；该系统进一步包括：被布置为响应于所估计的至少一个导航参数产生修改后的相机系统参数的相机参数产生器，该修改后的相机系统参数修改相机系统的图像捕获的特征，以在利用估计的至少一个导航参数对测量飞行器进行导航时至少部分地补偿测量效率的变化。在实施例中，相机参数修改器包括图像捕获控制器，图像捕获控制器被布置为控制相机系统的捕获图像率，以在利用估计的至少一个导航参数对测量飞行器进行导航时至少部分地补偿测量效率的变化。图像捕获控制器可以被布置为提高或降低相机系统的捕获图像率，以在利用估计的至少一个导航参数对测量飞行器进行导航时至少部分地补偿测量效率的变化。图像捕获控制器可以被布置为提高或降低相机系统的捕获图像率，以在利用估计的至少一个导航参数对测量飞行器进行导航时修改相邻的捕获图像之间的重叠量。在实施例中，该系统包括图像捕获率计算器，图像捕获率计算器被布置为计算为了在利用估计的至少一个导航参数对测量飞行器进行导航时至少部分地补偿测量效率的变化而要求的图像捕获率。图像捕获率计算器被布置为向所述图像捕获控制器提供所计算的要求的图像捕获率。在实施例中，图像捕获率计算器被布置为使用以下方程计算图像捕获率：其中Tcycle是以秒为单位的图像捕获率，FoV是图像足迹的以度为单位的沿径视场，A是测量飞行器的以米为单位的高度，并且O是相邻的捕获图像的航向重叠(％)。在实施例中，相机参数修改器包括相机移动控制器，相机移动控制器被布置为控制相机系统的移动特征，以在利用估计的至少一个导航参数对测量飞行器进行导航时至少部分地补偿测量效率的变化。在实施例中，相机系统包括被布置为在捕获图像时进行扫视的相机组件，并且相机移动控制器被布置为提高或降低相机组件的扫视速率或扫视范围，以在利用估计的至少一个导航参数对测量飞行器进行导航时修改相邻的捕获图像之间的重叠量。相机移动控制器可以被布置为控制相机系统的移动特征，以在利用估计的至少一个导航参数对测量飞行器进行导航并且由图像捕获率计算器计算的图像捕获率处于或高于相机系统的最大图像捕获率时，至少部分地补偿测量效率的变化。在实施例中，该系统包括被布置为接收指示测量飞行器附近的邻近飞行器的位置和移动的信息的ADS-B数据接收装置。该ADS-B数据接收装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用包括高度、速率和方向的导航参数可导航的测量飞行器的航空测量图像捕获系统，所述系统包括：相机系统，被布置为随着测量飞行器在定义的飞行路线上航行，捕获所述测量飞行器下方的地面的连续图像，所述相机系统具有指示所述相机系统的图像捕获特征的相关联相机参数；用于所述测量飞行器的间隔不足(LOS)避免系统；所述LOS避免系统被布置为：接收指示所述测量飞行器的位置和移动的信息，并且接收指示在所述测量飞行器附近的邻近飞行器的位置和移动的信息；基于所接收的指示所述测量飞行器的位置和移动的信息以及指示所述邻近飞行器的位置和移动的信息，确定所述测量飞行器与所述邻近飞行器之间的预测的最近接近点(CPA)距离；将所述CPA距离和与间隔不足(LOS)相对应的定义的最小间隔距离进行比较；并且确定所述测量飞行器的为使所述CPA距离保持高于所述定义的最小间隔距离所要求的至少一个导航参数的估计；所述系统进一步包括：相机参数修改器，被布置为响应于估计的至少一个导航参数而产生修改后的相机系统参数，所述修改后的相机系统参数修改由所述相机系统进行的图像捕获的特征，以便在利用所述估计的至少一个导航参数对所述测量飞行器进行导航时至少部分地补偿测量效率的变化。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.29 AU 20149034501.一种用于使用包括高度、速率和方向的导航参数可导航的测量飞行器的航空测量图像捕获系统，所述系统包括：相机系统，被布置为随着测量飞行器在定义的飞行路线上航行，捕获所述测量飞行器下方的地面的连续图像，所述相机系统具有指示所述相机系统的图像捕获特征的相关联相机参数；用于所述测量飞行器的间隔不足(LOS)避免系统；所述LOS避免系统被布置为：接收指示所述测量飞行器的位置和移动的信息，并且接收指示在所述测量飞行器附近的邻近飞行器的位置和移动的信息；基于所接收的指示所述测量飞行器的位置和移动的信息以及指示所述邻近飞行器的位置和移动的信息，确定所述测量飞行器与所述邻近飞行器之间的预测的最近接近点(CPA)距离；将所述CPA距离和与间隔不足(LOS)相对应的定义的最小间隔距离进行比较；并且确定所述测量飞行器的为使所述CPA距离保持高于所述定义的最小间隔距离所要求的至少一个导航参数的估计；所述系统进一步包括：相机参数修改器，被布置为响应于估计的至少一个导航参数而产生修改后的相机系统参数，所述修改后的相机系统参数修改由所述相机系统进行的图像捕获的特征，以便在利用所述估计的至少一个导航参数对所述测量飞行器进行导航时至少部分地补偿测量效率的变化。2.如权利要求1所述的系统，其中所述相机参数修改器包括图像捕获控制器，所述图像捕获控制器被布置为控制所述相机系统的图像捕获率，以便在利用所述所估计的至少一个导航参数对所述测量飞行器进行导航时至少部分地补偿测量效率的变化。3.如权利要求2所述的系统，其中所述图像捕获控制器被布置为提高或降低所述相机系统的图像捕获率，以便在利用所述估计的至少一个导航参数对所述测量飞行器进行导航时至少部分地补偿测量效率的变化。4.如权利要求3所述的系统，其中所述图像捕获控制器被布置为提高或降低所述相机系统的图像捕获率，以便在利用所述估计的至少一个导航参数对所述测量飞行器进行导航时修改相邻的捕获图像之间的重叠量。5.如权利要求2至4中任一项所述的系统，包括图像捕获率计算器，所述图像捕获率计算器被布置为计算为了在利用所述估计的至少一个导航参数对所述测量飞行器进行导航时至少部分地补偿测量效率的变化而要求的图像捕获率，所述图像捕获率计算器被布置为向所述图像捕获控制器提供计算出的所要求的图像捕获率。6.如权利要求2至5中任一项所述的系统，其中所述图像捕获率计算器被布置为使用以下方程计算所述图像捕获率：其中，Tcycle是以秒为单位的图像捕获率，FoV是图像足迹的以度为单位的沿径视场，A是所述测量飞行器的以米为单位的高度，并且O是相邻的捕获图像的航向重叠(％)。7.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述相机参数修改器包括相机移动控制器，所述相机移动控制器被布置为控制所述相机系统的移动特征，以在利用所述估计的至少一个导航参数对所述测量飞行器进行导航时至少部分地补偿测量效率的变化。8.如权利要求7所述的系统，其中所述相机系统包括被布置为在捕获图像时进行扫视的相机组件，并且所述相机移动控制器被布置为提高或降低所述相机组件的扫视率或扫视范围，以便在利用所述估计的至少一个导航参数对所述测量飞行器进行导航时修改相邻的捕获图像之间的重叠量。9.如权利要求8在引用权利要求5时所述的系统，其中所述相机移动控制器被布置为控制所述相机系统的移动特征，以在利用所述估计的至少一个导航参数对所述测量飞行器进行导航并且由所述图像捕获率计算器计算的图像捕获率处于或高于所述相机系统的最大图像捕获率时，至少部分地补偿测量效率的变化。10.如前述权利要求中任一项所述的系统，包括被布置为接收指示在所述测量飞行器附近的邻近飞行器的位置和移动的信息的ADS-B装置。11.如权利要求10所述的系统，其中所述ADS-B装置位于所述测量飞行器上。12.如权利要求10所述的系统，其中所述ADS-B装置位于所述测量飞行器附近的地面位置。13.如前述权利要求中任一项的任意一项所述的系统，包括位于所述测量飞行器上的GPS装置，所述系统被布置为使用所述GPS装置产生指示所述测量飞行器的位置和移动的信息。14.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述测量飞行器的为使所述CPA距离保持高于所述定义的最小间隔距离所要求的所述至少一个导航参数的估计是在地面位置确定的，并且被无线地传送给所述测量飞行器。15.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中指示所述测量飞行器的位置和移动的所述信息包括高度、速率、位置和方位信息。16.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中指示所述邻近飞行器的位置和移动的所述信息包括高度、速率、位置和方位信息。17.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述系统被布置为基于指示所述邻近飞行器的位置和移动的所述信息以及指示所述测量飞行器的位置和移动的所述信息，计算到所述最近接近点(CPA)距离的时间。18.如权利要求17所述的系统，其中所述系统被布置为使用计算出的到所述最近接近点(CPA)距离的时间来计算所述最近接近点(CPA)距离。19.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述系统被布置为在所述测量飞行器上显示为使所述CPA距离保持高于所述定义的最小间隔距离所要求的所述测量飞行器的至少一个导航参数。20.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述系统被布置为产生指示为使所述CPA距离保持高于所述定义的最小间隔距离所要求的所述测量飞行器的所述至少一个导航参数的可听信息。21.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述至少一个导航参数包括所述测量飞行器的航行速率。22.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述至少一个导航参数包括所述测量飞行器的高度。23.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述至少一个导航参数包括所述测量飞行器的航线。24...

【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙·科普，迈克尔·冯·贝尔托奇，
申请(专利权)人：斯布克费舍创新私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU