Aerophotus Capa i geodesi. Fremgangsmåte for luftfotografering av grunnobjekter under betingelser for utilstrekkelig belysning ved bruk av ubemannede fly ubemannede antenne kjøretøyer for luftfotografering

I en er vi sikker på nøyaktig: den høye prisen betyr ikke alltid høy kvalitet.

Vi vil stupe inn i bransjen og finne ut hvordan dronene vil vise seg når de skyter.

I denne studien brukes vilkår og spesifikt jargong, men de vil ikke forstyrre deg for å forstå essensen. I denne studien ble data laget i dronedploy, og en høy bindingsnøyaktighet ble oppnådd - 9 cm.

Beskrivelse

Topografisk skyting er en integrert del av alle prosjekter innen landledelsen.

I dette eksemplet vil vi se på landplottet som en ny landsby måtte bygges på. Før arbeidstart var det nødvendig å utføre nøyaktige topografiske undersøkelser av flere grunner:

1. Implementere den første landsutviklingen for å designe vannstrømmen for drenering.
2. Å utføre topografisk skyting floodplain av den tilstøtende elven for å hindre mulige oversvømmelser.

Hvis du skal åpne din egen deling av ubemannet skyting, gjør du klar for det faktum at det blir gjenstand for stor investering, og som følge av tiden for prosjektet kan det bli brukt mer.

Geodesy 101.

For tradisjonelle topografiske undersøkelser er koordinatinnsamlingen av punkter i et forhåndsbestemt rutenett påkrevd. I dette tilfellet ble det brukt en 150x150 cm mesh:

Målinger ble utført hver 150 centimeter, ved hvert skjæringspunkt:

Totalt ble 1632 koordinater samlet på fotograferingsområdet på 34,5 hektar.

Uten drone, fjerner med en hastighet på 20 poeng / time (1 poeng, hvert 3. minutt), vil datainnsamlingen ta ca 82 timer.

82 timers tradisjonell undersøkelse betydde at ingeniøren er tvunget til å vente minst en uke for å fortsette til behandling av data. Neste vil trenge en annen 3-4 dager før arbeidet vil bli gjort.

Etter å ha tatt den samme skytingen ved hjelp av UAV, var feltgruppen i stand til å gi utvikleren et raskere oversiktsmulighet.

Først av alt var det ikke nødvendig å samle 1600 poeng i hele området. I stedet tok det skytingen på bare 10 terrestriske karakterer i gjennomgangssonen:

For større prosjekter, bakken referansepunkter (GCP) bedre sted på rutenettet.

10 landmerker eller 1632 poeng:

10 Referansemarker kan gjøres om 1-2 timer.

De som er kjent med fotogrammetri, vet at poeng samlet fra overflaten av vannet er uakseptabelt for bruk i lignende undersøkelser.

Etter at du har fullført GCP-samlingen, ble prikkene samlet av den tradisjonelle metoden i områder med stående vann - en kombinasjon av de to metodene beskrevet ovenfor.

Finite poeng samlet:

Som et resultat oppnådde vi 117 poeng (10 GCP + 107 i områder med stående vann).

Tid til å skyte:

Teoretisk: 10 Landemerker + Innsamling av poeng \u003d 1-2 timer

Faktisk: 117 poeng (10 GCP + 107 i områder med stående vann) i en samlingshastighet på 20 poeng / time \u003d 5,85 timer

Tradisjonell metode: 1.632 poeng med en innsamlingsrate på 20 poeng / time \u003d 81,6 timer

For en time ble alle handlinger med UAVS fullført, inkludert en forsamling, pre-flight sjekker, lansering, landing, demontering og innledende kortsting.

Så vi fikk:

Capp (1 time) + samling av poeng (5,8 timer) \u003d

Totalt feltfelt Arbeid: 6,8 timer

Sammenligning:

34,5 ha / feltarbeid ved hjelp av UAV \u003d 6,8 timer

34,5 ha / feltarbeid i henhold til den tradisjonelle metoden \u003d 81,6 timer

Generell besparelse: 74,8 timer

Dataanalyse

Etter feltarbeid krever dataene som er oppnådd forsiktig behandling. Først behandles Ground Tags, mens deres posisjon må være fullt justert.

Neste må justerte punkter (fil.las) eksporteres for å skape grunnlaget for topografiske data. Imidlertid betyr et stort antall poeng i filen.las at de første topografiske konturene går ut ganske uhøflig:

Konturene må glattes for å senere lage en sammenhengende linje uten å miste nøyaktigheten. Ellers er dataene som er oppnådd uegnet.

Etter 2 dager med ytterligere behandling ble de resulterende topografiske konturene nøyaktige innen 9 centimeter, både horisontalt (x, y) og vertikalt (z):

Generelt Data Performance Project:

Metode ved hjelp av UAV ::

Feltarbeid (6,8 timer) + Databehandling (24 timer) \u003d

30,8 timer (ca 4 dager)

Normal metode:

Feltarbeid (81,6 timer) + Databehandling (24 timer) \u003d

105,6 timer (ca 13 dager)

Bruke teknologi Ved hjelp av dronen mottok ingeniør den endelige topografiske oversikten i ca 75 timer

Ifølge de mottatte dataene viste det seg at:

1. Ytterligere landutvikling er nødvendig for å bygge en avfallsdrenering i lavt radområder hvor vann holdes.

2. Ansatte vil nå kunne effektivt forutsi og planlegge veibyggingsdatoer, hus, osv. - Hva vil bidra til å utføre arbeid bare i tide.

3. Ingeniøren lærte om billig og kostnadseffektiv skyting med UAV og planlegger å bruke denne metoden igjen for den endelige "innebygde" topografiske studien i de kommende ukene.

Her kan du flere og de beste modellene av drone.

Beregning av luftfotografiske parametere ubemannet antenne kjøretøy

k. S.-H. n., Assoc.

(SPBglt, St. Petersburg, Russland)

I artikkelberegning av parametere for av digitale kameraer med bruk av ubemannede antenne kjøretøy presenteres.

Luftfotografering av ubemannede antennebiler blir stadig mer fordelt, noe som forårsaker bruk av moderne digitale kameraer i et komplekst, både spesialdesignet og standard. Snapshots laget på et digitalkamera umiddelbart etter at skytingen kan behandles. Bruken av luftfotografer (AFA) med BLOS som tilhører mikro- og mini-klassifiseringsklassifiseringen er umulig, da de har en tilstrekkelig stor vekt og størrelse, og har også en rekke mangler. For eksempel, for å få luftfotograferingsmaterialer, må filmen vises og skanne. Samtidig er den viktigste ulempen med digitale kameraer den lave oppløsningen av bildene som er oppnådd i forhold til bildene som er oppnådd av AFA med en rammestørrelse på 23x23 cm.

For å planlegge luftfotografering, er det nødvendig å beregne de grunnleggende parametrene. Ved beregning av luftfotograferingsparametere, et ubemannet luftfartøy utstyrt med et digitalkamera, er følgende kildedata påkrevd, som er redusert til tabell 1.

Tabell 1

Kildedata for beregning av antennefotograferingsparametere

Når du utfører luftfotografering digitale kameraer for å få bilder med den nødvendige pikselstørrelsen på bakken, er det nødvendig å skyte i en viss høyde. Tillatelsen av digitale bilder er laget for å karakterisere antall poeng per tomme - DPI (fra de engelske punktene per tomme) og størrelsen på pikselet på bakken - GSD. (fra engelsk. Ground Eksempel Avstand). Flyhøyden beregnes med følgende formel:

H.gulv - Flyhøyde, M;

GSD. - størrelsen på en piksel på bakken, pikseloppløsning, m / pks;

l.h. - Størrelsen på kamerabildet, PKS.

Siden de digitale bildene har en rektangelform, anbefales det at kameraet har en lang side langs skyteretningen, siden det vil øke fotograferingsgrunnlaget, og det betyr at det er mulig å forbedre fotogrammetrisk søm (figur 1).

Fig. 1. Gjensidig plassering av bildene i ruten

I fig. 1 Det er klart at hvis bildeforholdet på bildet er 2: 3, så er plasseringen av bildet langs siden langs opptaksretningen, kan du øke fotobasen ( b.) 1,5 ganger. Henholdsvis, 1,5 ganger øker tiden TRF. For opptak av informasjon fra et digitalkamera til stasjonen. Derfor er minimumsavstanden mellom rammer Bmin. For et digitalkamera, avhenger først av sine tekniske egenskaper og hastigheten til det ubemannede flyet V..

Overlapping mellom tilstøtende stillbilder av en rute kalles langsgående ( Px.) . Både for små og for store overlapper for produksjon er uegnet. For stereoskopisk visning av befolkningen er det nok å ha en langsgående overlapping på 50%. Men kantdelene av luftfartet har en rekke feil, så det er ikke mulig å se stereoskopisk hele luftfartsområdet. Store overlapper er også uakseptabelt, da dette kraftig reduserer volumet på bildet. Med nesten 100% av overlappingen oppnås to identiske luftfartøyer, som ikke har en stereoskopisk effekt. Overlappene mellom tilstøtende bilder i lavtalterforholdene skal ligge i området 56-69%, i fjellet - opptil 80-90%. Dermed er avstanden mellom bildene ( B.) Med tanke på den langsgående overlappingen bestemmes av følgende formel:

Men når du utfører luftfotografering ved hjelp av UAV, for å gi den nødvendige langsgående overlapping mellom de tilstøtende bildene av en rute (figur 2), bør følgende begrensninger observeres:

Fig. 2. Luftsynsordning

Bredden på ruten på bakken ( Lm.) avhenger av rammenes høyde ( ly.) brukes i komplekset med et digitalkamera.

Overlappene mellom ruter kalles tverrgående ( PY.). Verdien deres er vanligvis satt i området 20-40%. Du kan bestemme avstanden mellom tilstøtende ruter med formelen:

Lengden på nettstedet DX. Det er lik lengden på den gjennomsnittlige ruten i lengderetningen fra den venstre kanten av det første antennefotografien til høyre kant av det siste antennefotografiet. Bredden på nettstedet Dy. Mål i den tverrretningen i midten av øvre side av luftfartelsen av den første ruten til bunnen av luftfartelsen av den siste ruten. Dermed antall bilder i ruten N.sN. Det er definert som forholdet mellom lengden på nettstedet i avstanden mellom bildene, med tanke på den langsgående overlappingen.

Antall ruter vil være større per enhetsforhold på bredden på nettstedet i avstanden mellom tilstøtende ruter.

Antall bilder på nettstedet N.uch. Bestem som totalt antall skudd på alle luftfotograferingsruter.

Når du vurderer effektiviteten og økonomisk hensiktsmessig, er det viktig å bestemme hvor mye tid det vil være nødvendig å antenne fotografering t.uch.. Det vil også gjøre det mulig å sette pris på tidspunktet for arbeidet i hvilken tidsperiode.

Som et resultat kan følgende konklusjoner trekkes:

1. Sammenlignet med tradisjonelle AFA, er digitale kameraer dårligere i tekniske indikatorer (i oppløsninger av bilder), noe som øker antall ruter og stillbilder i dem under luftfotografering, og som et resultat kompliserer det viderebehandling av de oppnådde materialene.

2. Når en luftfotografering av bloben for å sikre overlappingen mellom bildene, er det nødvendig å vurdere de tekniske egenskapene til digitale kameraer, og det er også ønskelig å velge en bladers med en aerodynamisk skjema "glider", som lar deg fly med tilstrekkelig lav hastighet.

3. UAH vil effektivt brukes til å skyte små områder, for eksempel for å kompilere de kadastrale planene for små nettsteder og operativ overvåking av situasjonen i problemområder.

Arbeidet ble utført med støtte fra tilskuddet til Russlands president for unge russiske forskere MK-2617.2010.5.

Bibliografisk liste

1., Vavilov Aerial Photography og luftfart. Aerial Quality Assessment: Metodiske instruksjoner for laboratorieturer. L.: LTA, 1C.

2. Nikiforov ubemannede antenne kjøretøyer for lager, kartlegging og styring av hagearbeid og parkeringsfasiliteter. // Skoger i Russland i XXI-tallet. Materialer av den første internasjonale vitenskapelige og praktiske internettkonferansen. - SPB.: SPBLGT, 2009. Nr. 1, c. 248-251.

3. Nikifora-kameraer brukt til luftfotografering ubemannede antenne kjøretøy i skogbruk // skoger i Russland i det 21. århundre. Materialer av den første internasjonale vitenskapelige og praktiske internettkonferansen. - SPB.: SPBLGT, 2010. № 4, C. 65-70.

4., Kadhegrov Russisk-laget fly som ble brukt i skogsindustrien // skogene i Russland i XXI århundre. Materialer av den tredje internasjonale vitenskapelige og praktiske internettkonferansen. - SPB.: SPBGLT, 2010. № 3, C. 144-149.

5., nysgjerrige ubemannede antenne kjøretøyer // prosedyre av fakultetet for fakultetets fakultet. - Petrozavodsk.: Forlagsvirksomhet Petrva, 2010. Nr. 8, s. 97-99.

6. Grunnleggende airproofing bestemmelser for å skape og oppdatere topografiske kort og GKINP-planer. -M.: Subraz, 1982, -16 s.

7. Tørre metoder i skogbruk og landskapskonstruksjon: lærebok. - Yoshkar-Ola: Marrtu, 20c.

Den første delen av artiklene "ubemannede antennebiler: Søknad om luftfotografering for kartlegging" Relatert til saker av generalitet: De eksisterende typer UAVS ble vurdert, forklaringene til de viktigste vilkårene som er forbundet med bruk, er gitt, så vel som a Gjennomgang av flere UAV-modeller, som er brukt i luftfotografering i kartografisk formål..

I den andre delen av artikkelen vil egenskapene til fotogrammetrisk behandling av ubemannet luftfotografering bli vurdert, anbefalinger gis på implementeringen og på installasjon av hoved- og tilleggsutstyret på BPP-styret for å oppnå maksimal nøyaktighet.

A.yu. Sechhin, M.A. Drakin, A.S. Kiseleva, "Rakurs", Moskva, Russland, 2011.

Funksjoner av data Luftfotografering med UAV

Det er ikke fundamentalt forskjellig fra å skyte med "store fly", men har visse funksjoner som vi senere vil vurdere. UAV-flyet er som regel laget med en krysshastighet på 70-110 km / t (20-30 m / c) i området 300-1500 m. For skyting er ikke-metalliske husholdningsammer vanligvis brukes med en matrisestørrelse på 10-20 megapiksler. Kamrenees brennvidde er vanligvis ca. 50 mm (i 35 mm ekvivalent), som tilsvarer størrelsen på pikselet på bakken (GSD) fra 7 til 35 cm.

Ofte behandles stillbilder med UAV med enkle ikke-strategiske metoder (affinitetskonvertering av skudd på flyet). Som et resultat blir brukeren capeted installasjoner, som i tillegg til lav nøyaktighet kan inneholde løkker av konturer på veikryssene med tilstøtende bilder.

I denne artikkelen, når man vurderer funksjonene å skyte med UAV og utarbeide anbefalinger for sin oppførsel, vil vi fortsette fra strenge fotogrammetriske databehandling, som følge av at du kan forvente at nøyaktigheten av resultatene oppnådde (vanligvis ortofotomoser) i rekkefølgen av en GSD. Med verdiene til fotograferingsparametrene som er angitt ovenfor, svarer resultatene med nøyaktigheten av ortofotopplasen i skalaen fra 1: 500 til 1: 2000, avhengig av høyden på skytingen.

For streng fotogrammetrisk behandling av luftopptakdataene og oppnå de mest nøyaktige resultatene, er det nødvendig at bildene i en rute hadde en trippel overlapping, og overlappingen mellom stillbilder av nærliggende ruter på et område var minst 20%. I praksis, når du tar bilder med CAPP, blir disse parametrene ikke alltid motstå. Fly av UAV er ikke stabil, vindene av vind, turbulens og andre forstyrrende faktorer påvirker det. Hvis skytingen med vanlige fly er planlagt med overlapping langs ruten 60%, og mellom ruter 20-30%, bør utformingen av skytingen med UAV overlappes langs ruter på 80%, og mellom ruter - 40 %, til, om mulig eliminere pauser i fototriangulasjonsblokken.

På UAV, som regel installeres digitale Canon-kameraer. Dette skyldes enkel elektronisk kontroll av kameraene i dette selskapet. Bruken av husholdningenes kamre har begge fordeler (lav kostnad, enkel erstatning med en "stram landing") og ulemper.

Den største ulempen er at husholdningskamrene ikke er i utgangspunktet kalibrert - deres nøyaktige brennvidder er ukjente, hovedpunktet, forvrengningen. Samtidig kan ikke-lineære forvrengninger av optikk (forvrengning), tillatt for husholdningsopptak, være opptil flere titalls piksler, som en ordre reduserer nøyaktigheten av behandlingsresultatene. Imidlertid kan slike kamre kalibreres i laboratorieforhold, noe som gjør det mulig å oppnå behandlingsnøyaktighet, nesten det samme som for profesjonelle lavformative fotogrametriske kamre.

Fortrinnsvis sett linsene med en fast brennvidde til slike kameraer. Når du tar bilder, bør du sette fokus på uendelig og deaktivere "Autofocus" -funksjonen.

Den andre ulempen ved kameraene som brukes på CAPP er spesielt for Canon-kameraene i dem, i motsetning til profesjonelle fotogrammetriske kamre, brukes en spaltlukker, som et resultat av hvilke eksponeringen av forskjellige deler av bildet utføres på forskjellige punkter i tide og tilsvarer forskjellige posisjoner i transportøren. Så, hvis lukkerhastigheten er 1/250 C, og deretter i en hastighet på 20 m / s, er kameraet forskjøvet når en ramme er 8 cm, som er sammenlignbar med fotograferingsoppløsningen ved lave høyder og forårsaker en ekstra systematisk feil i stillbildet. Slike feil kan akkumulere i prosessen med fotogrammetrisk thicance (utjevning) ved fotografering av utvidede territorier. For å redusere påvirkningen av denne effekten og for å eliminere "Luba" av bildene, bør du ta bilder med UAV med de lavest mulige utdragene (ikke lenger enn 1/250 C, den maksimale eksponeringen avhenger av høyden). Delvis kan det slissede lukkerproblemet løse kamrene med en sentral port som har en sammenlignbar kanonququality av linsen og matriser. Likevel, for å unngå "Luba" utdrag bør fortsatt være begrenset.

Bilder av digitale kameraer, både amatør og profesjonelle, har en rektangulær form. "Det er mer lønnsomt" å plassere kameraet slik at den lange siden av bildet er plassert over flyet - det lar deg skyte et stort område på samme rute lengde. Skyting bør gjøres med maksimal kvalitet - med den minste jover eller rå hvis den siste er mulig.

Det moderne utviklingen av navigasjonsverktøy tillater måling av elementene i ekstern orientering (EVO) direkte under fotograferingsprosessen. Typisk nøyaktighet av slike målinger når enheter av centimeter i henhold til de romlige koordinatene X, Yi Zi 0,005 grader i rullene på rullen, tonehøyde og liggende for de mest nøyaktige Applanixposav-systemene installert på "store fly". Ofte er det nok å behandle uten bruk av referansepunkter. I alle fall vil tilstedeværelsen av slike data i stor grad forenkle behandlingen og lar deg utføre noen trinn med behandling helt i automatisk modus. Moderne prestasjoner av mikroelektronikk gir deg mulighet til å samle mekanisk (mer presist, MEMS-elektron-mekanisk gyroskop i en liten mm-sak, koster fra $ 250. Slike gyroskoper gir ikke nøyaktighet av profesjonelle, har betydelig forsiktighet (omtrent en grad i timen) under drift, men forenkler betydelig den påfølgende databehandling. I typiske forsyninger kan slike småstrammesystemer installeres ombord, IMU (på klokken 50) og High-Precision Dual-Band GPS (TopConeur160 på Ptero-E4, innebygd GLONASS / GPS-mottaker per klokke-50) . Passnøyaktighet av disse GPS-enhetene er 10 mm + 1,5 mm × b (B.- Fjerning til basestasjonen i km) i form av og 20 mm + 1,5 mm × b i høyden. Dessverre er vanligvis Boladesy GPS-kortene installert ombord på UAV og installerer IMU sensorer. Data på projeksjonssentrene til bilder i telemetriinformasjon fjernes gjennom NMEAS-protokollen, i dette tilfellet er nøyaktigheten opptil 20-30 m, og hjørnene av banen, rulle og lyrumet beregnes gjennom GPS-hastighetsvektoren. Nøyaktigheten av rustningens hjørne i en slik telemetriinformasjon er lav og kan overstige 10 grader, og verdiene selv inneholder systematiske feil, som kompliserer den påfølgende databehandling.

Hvis en DUAL-BAND GPS-mottaker ble brukt i differensialmodus (eller PPP-behandling av GPS-data), er det nødvendig med et minimumsnummer for referansepunkter for å oppnå de mest nøyaktige behandlingsresultatene, vanligvis 1-2 poeng per 100 skudd, i noen tilfeller Behandlingen kan utføres uten referansepunkter. I tilfelle når det ikke er noen nøyaktige projeksjonssentre, er kravene til planlegging og høy rutine standard: ett planleggings- og høy-punkt med 6-10 skytingsbaser.

SPESIFIKASJON AV FOTOGRAMETRIC AERIAL TRAFFIC DATA BEHANDLING MED UAV

Behandlingen av luftfotografering med UAV i digitale fotogrammetriske systemer (CFS) er generelt lik behandlingen av luftfotografering med "store fly". Imidlertid tillater funksjonene til data fra styret i UAV ofte ikke bruk av automatiske standardpakkeprosedyrer - en del av operasjonene (for eksempel må arrangementet av bindingspunkter) utføres i manuell modus. Nedenfor vurderer vi funksjonene til luftfotografering med UAV i CFS Photomod5.2. Det er i denne versjonen at PhotoMod introduserte spesielle funksjoner for å behandle slike data, betydelig forenkling og automatisering av endelige endelige produkter.

Som i behandlingen av andre data opprettes et prosjekt først i CFS, stillbilder og telemetriinformasjon blir introdusert i den. På grunnlag av data om projeksjon og hjørner, opprettelsen av en kappinstallasjon, en sammenbrudd etter ruter. Snapshots som har falt på svingene til UAV, fjernes i manuell modus. Unøyaktige vinkelelementer av ekstern orientering fører til en tilstrekkelig grov kappe montering (figur 1):

Fig. 1. Caidal Installasjon etter telemetriinformasjon

Automatisk søk \u200b\u200better bindingspunkter i slike tilfeller er vanskelig eller krever en betydelig tid på datamaskinen. For å klargjøre Cape-installasjonen i slike tilfeller i fotomods CFS brukes. "Automatisk Cape Installasjon", som klargjør den relative posisjonen til bildene (figur 2).

Fig. 2. Caid Installasjon etter automatisk raffinement

Som vi tidligere har notert, er skyting fra BPLA laget med økte overlapper. Ustabiliteten til Flying Machine-flyet kan noen ganger føre til svært store overlapper mellom tilstøtende bilder, noe som forårsaker kompleksitet i standard fotogrammetriske pakker.

Fig. 3. "Stramming" skudd med et lite skytingsbasis

Ulike vinkler og høyder med å skyte tilstøtende rammer fører til en økning i søkeområdet for bindende poeng og en økning i antall brutto feil sammenlignet med standard aero-plater. Etter å ha opprettet en raffinert nedbør installasjon, utføres prosedyren for automatisk måling av bindingspunkter. På de første gangene angir kappinstallasjonen igjen:

Fig. 4. Caid Installasjon etter de første passasjerene med automatisk måling av bindende poeng

Følgende passasjer er laget av engangspunkter. Flere passasjer er nødvendig i tilfelle når telemetriinformasjon ikke inneholder alle orienteringsvinkler, eller vinklene er kjent med en nøyaktighet på 10-30 grader. Hvis telemetriinformasjonen inneholder vinkelorienteringselementer med nøyaktighet av flere grad enheter, så nok og ett avsnitt - øker påliteligheten av automatiske målinger i dette tilfellet. For å bekjempe mulige uhøflige feil i automatiske målinger i Photomod5.2, blir konseptet av den såkalte introdusert. "Trust Group of Linking Points" Når programmet er på utkikk etter det største antallet bindende poeng for en stereopar med den minste tverrgående parallax, anses de gjenværende bindingspunktene som ikke faller inn i gruppen, anses som feil.

Etter å ha måling av bindemidler og referansepunkter, utføres justeringsprosedyren. I CEF-Photomodo er det mulig å anvende den opprinnelige tilnærmingen for utjevningsalgoritmen både ved den raffinerte blokk av blokken og den konstruert av andre metoder. Fra og med versjon 5.2 for utjevning av luftfotografien med UAV, anbefaler vi at du bruker en ny modus - 3D-utjevning. Ved utjevning i fotomodene kan et tilstrekkelig antall referansepunkter brukes selvkalibrering. Dette gjør det mulig å bruke uncalled kameraer. Den forventede nøyaktigheten av resultatene med streng fotogrammetrisk behandling er ca. 1-2 GSD i form av høyde og 2-4 gsdp. Etter fotogrametrisk utjevning er resultatene som bestemmer nøyaktigheten av utgangsproduktene, lindring (CMR) er innebygd automatisk modus. Om nødvendig, etter justeringen, kan stereohemelektoriseringen gjøres - tegning i manuell modus for bygninger, strukturer, broer, dammer og andre objekter. Konstruert lettelse brukes til å orthotransformere bilder. På den siste fasen er en sømløs mosaikk laget av orttransformerte bilder - kutt av kutt av kutt, justering av lysstyrke, docking av konturobjekter. Selvkalibrering kan inkluderes i fraværet av referansepunkter, men i dette tilfellet kan bare koeffisienter beregnes. k.1, k.2 radial forvrengning. Når du bruker kameler med en spaltgate, kan du i tillegg inneholde beregningen av affinforvrengning. Når det gjelder stabilitet av orienteringsvinkler ved fotografering, kan slik selvkalibrering øke nøyaktigheten av justeringen.

Hvis et uendret kamera brukes og det ikke er referansepunkter, kan du snakke om nøyaktigheten av flere titalls meter, som vil bli bestemt av nøyaktigheten

GPS-sentre for fremskrivninger og en objektivforvrengning (opptil flere titalls piksler). I slike tilfeller kan du bruke en forenklet automatisert behandlingssekvens. Sømløs Cape Installasjon av den angitte nøyaktigheten oppnås ved å transformere de opprinnelige bildene i fotomodgeomosaisk modul. I dette tilfellet brukes de enkleste transformasjonsmetodene som ikke tar hensyn til terrenget, og dockingen av konturene utføres på grunn av Automatisk beregnet bindingspunkter langs de automatisk bygde klippelinjene.

Eksempler på fotogrammetrisk med hette

Vurder flere eksempler. I alle eksempler for behandling ble en fotomod CFS brukt. Det skal bemerkes at mer enn 20 baller med luftfotografering med UAV ble overført til ulike organisasjoner i "RAKURS" -firmaet for testing. Dessverre, for mange blokker var det ingen referansepunkter og / eller skytingen ble utført av ikke-kalibrerte kameraer. I slike tilfeller var det umulig å estimere nøyaktigheten av de endelige behandlingsresultatene.

Den første blokken, som vi vil se på, ble fjernet fra BPLA421-04F. Data for forskning ble godkjent av Gazprom Space Systems. Blokken besto av 26 ruter. Totalt antall bilder i blokken var 595. Et pre-kalibrert digitalkamera Canon EOS500D ble brukt. Høyden på landingen ovenfor var ca. 500 m, størrelsen på pikselet på bakken er ca. 8 cm. På bakken ble 25 referansepunkter målt, nøyaktigheten av koordinatene til referansepunktene overstiger ikke 10 cm. Total høyde på terrenget på ca 3 kilometer er stort nok ~ 70 meter.

I begynnelsen ble den samme luftfotograferingsenheten behandlet i automatisk modus ved forenklet skjema uten utjevning og bruk av referansepunkter. Bindingen ble utført på fremspringets sentre, transformasjonen av stillbildene ble utført umiddelbart i modulens geomosaiske bi i avlastningsregnskapet. Den påfølgende kontrollen av "pseudo" av ortophotoplans på referansepunktene viste uoverensstemmelser på støttepunktene som overstiger 17 m. En slik lav nøyaktighet av ortophoto skyldes både den store forskjellen i høyder og unøyaktigheten av målingene av projeksjonssentrene i flyturen .

Enheten ble deretter utsatt for streng fotogrammetrisk behandling. Når utjevning, ble tre av de målte referansepunktene ansett som kontroll. Standardutjevningsfeilen var med referansepunkter 15 cm, 16 cm, 12 cm, i henhold til kontrollpunkter 23 cm, 29 cm og 57 cm. Uoverensstemmelsene på bindingspunktene var 8 cm, 14 cm og 69 cm. Den generelle typen av Blokk presenteres i følgende figur.

Fig. 5. Generell visning av "blokk 1"

I prosessen med justering ble det funnet at koordinatene til sentrene for projememetrisk informasjon inneholder en systematisk feil, hvor hovedkomponenten er 10,5 meter i høyden på Z. RMS-feilene på projeksjonssentrene etter at en systematisk feil er understreket til 84 cm, 239 cm og 75 cm. Betydelig en stor feil på Y (langs flyet) er mest sannsynlig forbundet med en unøyaktig bestemmelse av skytingsmomenter i telemetri. Store feil på ZNA-bindende punkter er mulige forbundet med den unøyaktige kalibrering av kameraet og med den akkumulerte feilen når du tar et kammer med en slottet gate. De største feilene på bindende poeng observeres på kantene og i vinkler av bilder.

Fig. 6. Verdiene for feil på bindende poeng

Videre behandling av blokken ble utført i henhold til standardordningen. Lettet i automatisk modus ble bygget og ortotransformasjon ble gjort i betraktning den konstruerte lettelsen. Fragmentet av den konstruerte ortophoto er vist i den følgende figuren. Når du bygger dette fragmentet, ble lysstyrkenivået ikke spesifikt slått på for å demonstrere konturene til tilstøtende stillbilder.

Fig. 7. Fragment of orthophotoplane uten lysstyrke

I april 2011 ble Institutt for fotogrametri av Moskva State University of Geodesy og Cartography (Miigaik) studier gjennomført studier av luftfotografier oppnådd ved hjelp av PSTR UAVer, for å kunne vurdere kvaliteten på aerobatisk arbeid og fotogrammetrisk behandling. Skytingen ble utført fra en høyde på ca 900 m over mediumplanet til lokaliteten som er flyttet fra siden av Capper Patero Digital Photocuriety Canoneos5D. Kameraet ble pre-kalibrert. For å vurdere kvaliteten på materialene, ble et blokkfragment brukt, bestående av 2 ruter på 6 skudd i hver. 14 poeng ble brukt som referanser, de planlagte koordinatene til xykotorer ble fjernet fra skalaplanene 1: 1000, og høyden er zetended i henhold til materialene i luftlaserskanningen, laget med en nøyaktighet på ca. 20-30 cm. Etter fotogrammetrisk utjevning, rms av koordinatfeilene i referansepunktene var X, Yi Zzzzvently 20 cm, 21 cm og 50 cm. Radiatralfeil av koordinatene til bindingspunkter var 6 cm, 6 cm, 15 cm. Størrelsen på pikselet på Bakken for denne enheten GSDS-butikkene er ca 12 cm. Den generelle blokken av blokk er vist i følgende figur.

Fig. 8. SCHEME "blokk 2" med referanse og bindende poeng

Metrologiske problemer

Generelt viser bruken av UAVS for luftfotografering og for å oppnå materialer av kartografisk nøyaktighet økonomisk effektivitet og er i drift. For utbredt innføring av en slik luftfotografering, er innsatsskoordinering kreves både produsenter av UAVS og brukere av deres drift, samt utviklere av digitale fotogrammetriske systemer.

En av de fastholdende faktorene i innføringen av UAV-en for å løse de ovennevnte oppgavene er fraværet av den mest praktiske opplevelsen i deres bruk, samt mangelen på teoretisk underbyggede anbefalinger for valg av fotograferingsutstyr for UAV og parametrene til antenne fotografering.

Vi noterer oss et interessant Miigaik-prosjekt - for å kunne trene og studere overvåkings- og kartleggingsteknologien basert på ubemannet luftfotografering, har arbeidet påbegynt etableringen av en spesialisert forskningsmidler. Denne polygon, areal på ca 50 kvadratmeter. KM, opprettet i Zaoksky-distriktet i Tula-regionen, på bakgrunn av Training Geopoligon Miigik, som ligger 110 km fra Moskva.

Deponeringsområdet er et unikt utvalg av kartografiske objekter. En rekke bosetninger er plassert på dette territoriet: Urban type landsby, landsbyer, land og hytte landsbyer; Vei Nettverk i form av jern, motorvei, land og feltveier; kraftledninger av forskjellige spenninger; Rørledninger. På territoriet til deponi er det skogsarrayer, ulike hydrografiske objekter, mangfoldig form for lettelse, jordbruksareal og produksjonsanlegg.

For å sikre utviklingen og studien av teknologier basert på bruk av UAV, på territoriet til deponi, begynte arbeidet på etableringen av et høyt presisjonsnettverk av planlagte-høyhøydeidentiteter (som naturlige kretser av terreng og merking tegn); Topografiske landemerker pågår de karakteristiske sektorene i området på skalaen på 1: 500 og 1: 2000. Orthophotoplas og digitale terrengområder er opprettet på samme territorium basert på luftfotografering og satellittbilder av høy oppløsning. Etter hvert som nye opptaksmaterialer mottas, skal disse verkene utføres i ventemodus.

Radial verdener vil bli distribuert på polygonen for å vurdere bildene av bilder som er oppnådd fra hjelpen.

De første testene er planlagt å bli holdt i midten av juli 2011. Det er planlagt å gjennomføre testfotografering av deponi i ulike skalaer ved hjelp av innenlands Capp "Pater" for å kunne trene og undersøke fotogrammetrisk teknologi for å skape kort av ulike skalaer i henhold til materialene i luftfotografering. Fotogrammetrisk behandling av de oppnådde bildene skal utføres på det digitale fotogrammetrisk systemfotomod. I september skal det teste testene og Capp "Miigaik X8", utviklet i Miigaik.

Ved å skape en deponi og gjennomføre tester av UAV og teknologier basert på deres bruk, har Miigaic til hensikt å hjelpe potensielle brukere til å mestre og introdusere ny teknologi, og til utviklere av fly og filmbesetninger for å tilpasse dem til å løse aktuelle produksjonsproblemer.

konklusjoner

Bruken av UAVS som en luftplattform har flotte prospekter når de skyter små av romobjekter og når du tar opp lineære gjenstander. Data fra CAPA lar deg få tak i høykvalitets kartografiske materialer (romlige data) under følgende forhold:

utfører visse (fulle tilfredsstillende) krav til filmapparatet og skytingsprosessen (garanti for adlaps);

streng fotogrammetrisk behandling. Samtidig øker nøyaktigheten i tide tider og kan være om GSD, så vel som for vanlig luftfotografering og rombilder.

Våre anbefalinger for maksimal nøyaktighet av fotograferingsresultater er utviklet for begge brukere som driver UAV og designere som angir utstyr på drone, og består i det følgende.

Bruk cap kalibrerte kameraer.

Skudd med lukkerhastigheten er ikke lenger enn 1/250-tallet.

Bruk en fast brennvidentlins. Hvis dette ikke er mulig, bør zoomen registreres. Skyting skal gjøres med fokus på uendelig og med en frakoblet autofokusmodus.

Designfotografering med forstørrede overlapper (80% langs, 40% av ruten over).

Det anbefales å bruke kameraer med en sentral lukker.

Det anbefales å bruke DUAL-BAND GPS-mottakere om bord og differensialmålingsmodus.

Det er ønskelig å bruke IMU ombord, om enn å ikke ha høy nøyaktighet.

Takk

Vi takker selskapet: "ubemannede systemer av Aero Hall", Gazprom Space Systems OJSC, "AFM-Servs", Geometr-Center LLC, NPI og KC "Zroovinform", CJSC Transas, Limb CJSC for å bidra til å forberede materialet, dataavsetningen og nyttige diskusjoner.

Litteratur

Chibuniciv AG, Mikhailov A.P., Govorov A.V. Kalibrering av digitale kameraer: Den andre vitenskapelige og praktiske konferansen av RFFDZ. Abstrakter rapporter. M., 2001, C38-39.

Skubiev S.I., Vitenskapelig og produksjonsinstitutt for landinformasjonsteknologier i State University of Land Management "Zemvinform" (Russland), bruk av ubemannede antennebiler for kartografi. Abstracts av Xyubilean International Scientific and Technical Conference "fra bildet til kartet: Digital Photogrammetrisk teknologi." Gaeta, Italia, 2010.

Resultatene av feltstudier av Capp "Pero"

Luftbasert luftfotograferingsteknologi består av følgende trinn:

1) Forberedende arbeid;

2) Feltarbeid;

3) Kamerale arbeider.

2.1 Forberedende verk Aerial Photography ved hjelp av UAV

Forberedende arbeid inkluderer:

skaffe og avklare den tekniske oppgaven;

innsamling og systematisering av data - kartografiske eller fotografiske materialer, lister over koordinatpunktene til GSS eller mellomstore nettverket, etc.;

analyse av de fysisk-geografiske egenskapene til arbeidsområdet - skog, fjell, vandig, gjennomsnittstemperatur, etc.;

utvikling av et teknisk prosjekt og et kort (ordningen), som viser grensen til arbeidsområdene, gjennomføringsdatoen planlagt å bestemme punktet for planlegging og høy høydefelt forberedelse av bilder;

beregning og datainngang på bakken kontrollstasjonen: Høyden på skyting, langsgående og tverrgående overlapping, fotograferingsgrensen, posisjonen til startposisjonen i forhold til de maksimale objektene, valget av landingsstedet;

valget av punkter med planlagt og høy forberedelse av bilder (referanse- og kontrollpunkter), samt valg av metoden for å bestemme koordinatene til disse punktene;

få tillatelse til fly;

teknisk inspeksjon og forberedelse av enheter og utstyr for arbeid;

inspeksjon og lading av batterier.

2.2 Felt av luftfotografering ved hjelp av UAV

Feltarbeid inkluderer:

geodesisk (planlegging-høytrykksbehandling) av arbeid - Bestemmelse av koordinatene til midlertidige basestasjoner og luftforsvarspunkter;

luftfotografisk arbeid - Forberedelse av flyoppgave, luftfotografering, kvalitetskontroll AFS.

2.2.1 Planlagt høy høyde kjeller av antenneutvinning

Krav til planlegging og høy underbygging (luftforsvar) for luftfotografering som bruker UAV-er vist i tabell 2.1.

Tabell 2.1. Krav til planlegging og høy begrunnelse for luftfotografering ved hjelp av UAV

2.2.2 Luftfeltfelt fungerer

Operatøren som bruker en terrestrisk kontrollstasjon (NSA) setter tetningsgrunnlaget og den nødvendige romlige oppløsningen. Programmet beregner flyoppgaven, kontrollerer muligheten. Et eksempel på å beregne flyoppgaven til Geoscan Planner 2.1 er vist i figur 2.1.

UPL Flight Management-programmet lar deg utføre følgende funksjoner:

bruke arbeidsområdet på brukerkortet;

beregning av ruter av flyklivet på kildedata;

på omfanget av CTP opprettet og høyden på terrengområdet, beregningen av høyden på Capa-flyet;

ifølge parametrene til det digitale kammeret, omfanget av den langsgående og tverrgående overlapping av luftfotografier, maksimal og minimumshøyde av lindringen i området med skyting, hastighet og retning av vinden - beregningen av flytiden , antall skudd til skytingsområdet, bevegelseshastigheten til CAPP, undersøkelsene av skytingen;

hvis du trenger å gjøre flere flyreiser for å dekke hele skytingsområdet, så vel, hvis start og landing av UAV må utføres fra forskjellige startposisjoner, blir det ødelagt av skytingsområdet i separate seksjoner.

Flyoppgaven er lastet inn i drone autopilot.

Figur 2.1-Eksempel Beregning av flyoppgaven i Geoscan Planner 2.1

Prosedyren for å velge startpunkt og landing av CAPP er som følger:

startpunktet må være med minimal fjerning fra objektene under studien;

bestem retningen til ruten i forhold til jordforvaltningsstasjonen og sørg for at det ikke er noen hindringer i denne retningen for å gi direkte utstråling;

bestem retningen for lansering og sørg for at det ikke er noen hindringer i denne retningen;

pass på at det ikke er noen hindringer i landingsområdet; Det skal bemerkes at apparatet kommer mot vinden, koordinatfangstpunktet er åpningspunktet for fallskjermen i den automatiske landings- og nødlandsmodus ved tap av kommunikasjon;

for sikker lansering og landing av Capp, er det ingen hindringer: bygninger, mast, kraner, fabrikkrør med en høyde på mer enn 50 m i en avstand på 500 m;

landing plattformen er valgt i nærheten av begynnelsen, på grunn av muligheten for visuell kontroll av operatøren av tilnærmingen til landing og landing av CAPA;

for landing av Capp, et jevnt område av terrenget med en diameter på minst 50 m med urtbelegg med en høyde på ikke mer enn 1 M, er valgt; Det bør ikke være noen objekter på nettstedet, når landingen er underlagt BP-skade

Et ubemannet fly lanseres fra katapulten (figur 2.2), og den vil automatisk ta av, gå ut av den forutbestemte NSR-høyden og begynner å utføre flyoppgaven.

Under flyet blir bildet automatisk utført og definisjonen av fotograferingssentre ved hjelp av GPS / Glonass-mottaker. Operatør på jorden Online mottar telemetri data (koordinater, høyde, rulle, tonehøyde, etc.). Alle parametere vises på den bærbare skjermen, og operatøren i online-modusen overvåker prosessen med utførelse av arbeid, og kan også endres når som helst.

Figur 2.2 - Kjør bpl

Etter fullføring av flyoppgaven minker det ubemannede luftvognen til en gitt høyde NSR og frigjør en fallskjerm (figur 2.3), oppstår en myk landing. Fra et teknisk synspunkt er bruken av en fallskjerm den sikreste måten å plante på en uforberedt plattform som sikrer sikkerheten til glideren og ombordutstyret, det kan øke ressursen til glideren betydelig.

Figur 2.3- Landing UAV

Umiddelbart etter landing er det mulig å oppnå et foreløpig resultat av arbeidet som utføres. Luftfotografier lastes inn i en bærbar PC med installert Photoscan-programvare, og forbehandling og bygging av et 3D-område av området, ortofotoplan og digital lokaliseringsmodell (figur 2.4).

Figur 2.4. Forbehandling mottatt data

Når du oppretter en utfelt installasjon, vises hver antennevisning på et digitalt kart. Plasseringen av luftfotografier på kartet og deres skala bestemmes av koordinatene til det sentrale punktet til luftfotografien, en vinkel av azimut og en høyde oppnådd på tidspunktet for fotografering i henhold til ombord på GPS-mottakeren.

Følgende parametere er estimert fra resultatene av CAP-installasjonen:

tilgjengeligheten av luftfotografier i ruten (antennevisningen anses som mangler, hvis langsgående overlapping av tilstøtende antennefotografier er mindre enn spesifisert);

avvik av omfanget av antennefotografier fra den angitte (ikke mer enn 5%);

langsgående og tverrgående overlapping av luftfotografier;

retilinercensen av ruter (for å kontrollere rektiniteten til ruter, monteringen av hver rute er laget i de første retninger; Hovedpunktene til luftfotografier som befinner seg på enden av ruten, er koblet til direkte, hvorfra pilen på Avbøyning måles (avstanden fra direkte til hovedpunktet fjernt fra det). Straidness bestemmes som en prosentandel av holdningsruten avbøyningspiler i lengden. Avbøyningspilen skal ikke overstige 2% av rutenlengden.);

størrelsen på de langsgående vinkler av vippen til to tilstøtende rammer av ruten og gjensidige tverrgående hellingsvinkler ved den overlappende delen av to tilstøtende antennefotografier av tilstøtende ruter er som følger: Vinkleren i helling bør ikke overstige 3 ° (tallet av luftfotografier med en hellingsvinkel på 3 ° er tillatt ikke mer enn 10% av de totale antennefotografier på skytingsområdet);

feil ved å installere et digitalkamera ved en rivingvinkel (ikke mer enn 6 °).