免像控无人机摄影测量系统的技术实现
中云图无人机F8高精度免相控倾斜摄影系统解决方案
中云图无人机UAV-F8高精度摄影系统解决方案一、系统简介中云图UAV-F8无人机是一款固定翼无人机系统，采用自动驾驶仪、地面控制站、冗余电源管理模块组成的先进自动驾驶控制系统，让客户能轻松体验飞行操作，自由控制航测进程。
二、系统参数三、系统特点中云图 UAV-F8电动无人机搭载3600万像素全画尼康D810相机，能提供优于0.2cm分辨率的航空影像，完全满足测量需求，可生产航空数字正射影像（DOM）、数字高程模型（DEM）和数字线划图(DLG)等1:500-1:5000比例尺地形图。
此外，还可搭载红外光吊舱，具有昼夜监控能力。
（1）2.5KG标准载荷、2H（180KM）续航极大提升了小型电动无人机的实用性。
（2）实现一键起飞和半自主降落，最大限度降低了对飞行手培训的要求，标准培训时间仅24小时，增强了产品推广性。
（3）无人机采用弹射起飞，滑跑/开伞降落，对起降场地无特殊要求，可适应各种复杂的使用环境。
（4）大量的累计飞行时间与多种应急保护措施，极大的提高了该款飞机的安全性。
（5）该款无人机采用全电动设计，使机载相机震动比油动无人机大大减少，从而使照片质量明显提高。
（6）该款无人机能满足高海拔的作业要求，目前已经完全胜任海拔5000m的作业任务；四、高精度航测摄影中云图F8具有地面控制站，具有视频、航迹等相关参数存储、回放和检索的功能，数传电台信号可将1080p高清航测信息实时回传，传输距离长达30km,低于0.3S延迟时间，可以根据回传的画面调整飞行角度和姿态，捕捉每一帧画面信息；同时F8无人机拥有两块电池36000mAh高容重比锂电池，配合自主研发的供电板，将电压转换并传输到各个设备，对供电线路进行相应的信号隔离和稳定设计，建设设备间的相互干扰，确保无人机稳定工作。
1.航线设计无人机管家智航线支持全自动的航线生成：规划或导入区块时，只需填写分辨率及重叠度即可自动生成航线；支持用户按照实际需求进行航线设计；具备自动分区、自动划分架次等功能。
无像控无人机航测技术及应用
无像控无人机航测技术及应用无人机航测技术是目前高精度地图制作和建筑测量等领域的重要工具。
它通过搭载高清空中摄像机、三维激光雷达等设备，利用计算机进行数据处理和分析，可以快速、准确、低成本地获取大范围区域的地形、地貌等实际情况。
在这个领域，无像控无人机航测技术更是具有独特的优势。
本文将详细介绍无像控无人机航测技术的优点、实现方式和应用场景。
一、无像控无人机航测技术的优点（1）数据处理更加简便相对于传统测量方法，无像控无人机航测技术可以快速获取大量卫星影像和地面数据，数据量大，信息量丰富，但处理起来更加简单，易于存储、传输和处理，减少人工干预。
（2）实时控制更加灵活无像控无人机航测技术可以使用遥控器进行实时控制，以便更好地适应飞行环境，实时调整飞行路线，更加灵活地进行航测。
（3）定位更加准确无像控无人机航测技术采用的定位方式比卫星定位更加准确，可以更好地适应地形复杂、地标不明显等情况，精度更高。
（4）覆盖面积更广无像控无人机航测技术可以通过设置航点、自动返航等方式，快速覆盖大范围地区，远比人工采集高效。
二、无像控无人机航测技术的实现方式无像控无人机航测技术采用的核心技术包括飞行控制、数据采集、图像处理等多个模块。
其中，飞行控制指的是无人机的自动飞行控制系统，可以自动完成起飞、航行、制定飞行路线、拍摄影像、返航等任务。
数据采集是指通过无人机航行的方式，收集地面数据、高度等参数，生成坐标轴数据，实现对地面感知和空间定位。
图像处理则指的是对收集到的数据和图像进行分析处理，精确确定赛道、道路、建筑物等地理信息。
三、无像控无人机航测技术的应用场景（1）高精度地图制作无像控无人机航测技术可以快速、精确地获取大面积地形地貌的实时信息，可以用于绘制高精度的地图，提高用户查询地图时的体验。
（2）道路、隧道等工程监测在不同阶段的建筑工程、道路工程、隧道等过程中，无像控无人机航测技术可以采集地形、地貌、建筑、设施等数据，及时进行监测与分析，确保工程质量和安全的过程。
测绘工程中无人机摄影测量技术应用
测绘工程中无人机摄影测量技术应用摘要：随着科技进步的步伐加快，我国的无人机摄影测量技术取得了显著的成果，并在测绘领域得到了广泛的应用。
无人机的遥感技术在测绘工程测量方面扮演着关键角色，它不仅能够提升施工的效率和安全性，及时发现难以探测区域的潜在问题，还可以为后期的工程建设提供精确的数据支持。
本文首先详细解析了无人机的倾斜摄影技术，接着深入探讨了无人机遥感技术的当前发展状况，最后对无人机摄影测量技术在测绘工程中的应用进行了深入研究，旨在为读者提供全面的参考。
关键词：无人机；测量技术；应用引言无人机摄影测量技术为测绘工程带来了智能化、专业化和机械化等多重优势，它能够轻松进入传统测绘难以触及的区域，实时获取精准数据，确保位置准确，并提高影像清晰度。
同时，通过明确并精细执行内业数据处理、外业航飞、像控点布设等一系列流程，将有力地挖掘出无人机摄影测量技术的最大应用价值，为测绘行业注入新的活力。
1无人机的倾斜摄影技术无人机摄影测量技术是一种在无人机内部安装并搭载各类传感器，对目标区域实施多角度测量和拍摄的高科技手段，已在众多领域得到广泛应用。
通过收集高分辨率且多角度的影像信息，该技术能够生成更为详尽的三维数据相关模型，从而完成对整个区域的测绘任务。
与传统的测绘方法相比，无人机摄影测量技术可以显著优化测量图形的整体视觉效果，最大限度地减轻测绘人员的工作负担。
为了确保测量机器驾驶员的人身安全，在某些特殊地形条件下，使用载人飞行器进行测量的技术受到一定程度的限制。
然而，无人机倾斜摄影技术的出现解决了这一问题。
利用无人机进行摄影测量的优势在于无人驾驶，测绘人员只需通过远程操控相关设备，就能高效地完成对复杂区域的测绘任务。
此外，无人机航测技术还具有应对特殊状况的能力。
例如，在云层较厚的情况下，卫星遥感等相关技术在采集数据时可能会受到自然现象的影响，从而无法保证测量的精确度。
而应用无人机进行航测则可以规避云层、气候等自然条件带来的限制，从而有效保障测绘精确度。
基于无人机垂直免像控的1:500比例尺地形图测绘研究
基于无人机垂直免像控的 1:500比例尺地形图测绘研究摘要：随着低空无人机航摄技术在1:500尺地形图测绘方面的广泛应用，逐渐推动了测绘技术的革新，测量外业工作逐渐由室外转向室内。
无人机轻便灵活、成本相对较低，能够克服地形阻隔，大幅节省作业时间，提升作业效率。
通过地面无人机操作平台，实现对无人机航空摄影数据进行快速采集、高效传输，并在保证精度的前提下，快速完成地形图绘制。
因此，无人机航空摄影在地形图测绘方面的应用空间相对较大，其生产成果应用更多元化。
关键词：无人机；地形图测绘1 无人机地形图测绘概述1.1 无人机摄影测量工作原理与特点无人机航摄技术是集多项高新技术为一体的测绘地理信息前沿技术，在无人机技术与航空摄影技术的基础上，引入了全球卫星定位技术（GPS）和数据传输技术。
工作原理是事先规划好航飞路线与范围，对测绘对象进行影像数据采集，外业数据采集完成后，进行内业处理。
根据影像的内外方位元素进行空三加密，计算每张影像的6个外方位元素，完成空三加密，在此基础上通过建立密集点云，输出高分辨率的航测成果（DOM）。
根据航摄成果人工制作线划图，经整饰后形成最终的1:500尺地形图成果。
无人机航摄系统由飞行控制系统、飞行平台与影像传感器三大部分构成。
（1）飞行控制系统主要用于对无人机飞行平台的控制以及任务载荷的管理.（2）飞行平台指无人机的机体，一般分为旋翼机、固定翼、混合翼等三类。
（3）影像传感器指用于开展航摄的各类传感器等，如单反相机、多镜头的倾斜摄影相机等。
1.2 无人机摄影测量技术优势无人机摄影测量技术的发展得益于各类前沿技术的高度集成，如应用全球卫星导航定位技术可实现在航测范围内进行航飞路线的精确规划。
空中三角测量技术可通过影像内外方位元素反算出区域内的加密点的地面坐标。
实时载波相位差分技术可快速获取精确的地面基站坐标。
与传统测量方式相比的技术优势：（1）工作效率高，降低了测绘人员的工作强度。
基于飞马D2000无人机的免像控倾斜摄影实景三维建模航测方法研究
Value Engineering0引言随着无人机与数码相机技术的发展，无人机测绘近年来得到广泛应用，相比传统测绘，无人机航测具有机动高效、精细准确、适用范围广、生产周期短、成果多样等特点，在小区域和飞行困难地区高分辨率影像快速获取方面具有明显优势。
无人机航拍可广泛应用于国家重大工程建设、灾害应急与处理、国土监察、资源开发、新农村和小城镇建设等方面，尤其在基础测绘、土地资源调查监测、土地利用动态监测、数字城市建设和应急救灾测绘数据获取等方面具有广阔前景。
飞马D2000是基于高性能旋翼平台的一站式高精度单兵作业平台，飞马D2000无人机具有功能多样、安全保障、操作便利等特点。
本文就如何使用飞马D2000无人机进行免像控倾斜摄影实景三维建模进行研究。
1测区概况测区地处西部高原，平均海拔在3000m 以上，测区高差达900m ，根据任务要求需制作测区的分辨率优于5cm 的实景三维模型。
按照传统航测的要求，需要根据航摄间距布设像片控制点[1]，并且像控点要能控制整个测区。
受地形、交通等因素影响，测区布设像控点无法控制整个测区，且像控点控制范围以外的区域，其三维模型精度无法满足规范要求。
加之测区植被茂盛，野生动物种类繁多，活动频繁，作业人员进入林区有较大的安全风险。
为保证三维模型精度和测绘人员的人身安全，经现场踏勘后决定采用免像控作业方式进行航测，选用无人机机型为飞马D2000无人机。
测区局部地形见图1。
2无人机航测实景三维建模原理三维建模原理是将相机在空中拍摄每张影像的地物纹理信息、定位信息和姿态信息通过快速影像匹配技术解算出相邻影像之间的空间关系，将影像中的各像素在三维空间中离散化形成彩色点云，利用彩色点云的几何特性通过TIN 三角构网法[2]将离散的点云连接成一个个三角形面片并形成实景三维模型中的基础模型，通常称之为白模，最后发挥点云的彩色属性根据空间位置映射白模上形成既有几何外观又有真实色彩的实景三维模型。
无人机航摄技术简介
测绘技术解决了这一根本性难题，不需要人员进场测量，即可得到测区的全部高程优势
以前
现在
四、免像控应用优势 此外，企业正在转型升级、着眼为贯彻落实好生态文明建设的国家战略，逐步专 注于水环境生态建设，先后在杭州西湖，昆明滇池，洱海，官渡河，星云湖，锦江，
通过对比我们发现免像控无人机航测作业效率提升 明显，尤其是在地形复杂，人员不易进场的环境下 比野外测图及传统航测节约人力成本显著。
五、项目实例
1. 雄安新区航飞 2017.5-2017.7月，共计完成白洋淀区域170 平方公里的航飞任务，生产3平方公里的DLG， 0.1m分辨率的DOM正射影像30余G，录像50 余G 。
(d)四周边点组均匀布设 (e)四周均匀布设 ，少量内部控制
(f)四周点组布设 ，加少量内部控制
二、无人机航测之痛
沙 场 深 坑
丘 陵 地 带
山 区 河 流
二、无人机航测之痛 像控点布设之痛主要体现在以下几个方面： （1）困难地形人为进场布设困难。
（2）布设要求和布设原则不易达到规范要求。
（3）飞行布控人员和内业刺点人员往往分开作业，配合存在问题。 （4）成熟的刺点内业人员培养往往需要2年以上时间。
天狼星无人机产品优势：
美国拓普康定位系统公司联合德国玛芬( MAVINCI) ，结合玛芬奇在全球无人机飞控系 统设计方面多年的领先技术优势，率先推出了全球第一台内置RTK 实时测量的无人机航空 摄影平台-天狼星，改变了传统航空摄影测量需要大量布设地面控制点的作业流程，实现 了1:500大比例尺无人机免像控技术。 其优势主要集中体现在以下三点： 1、免像控技术 1）缩短航测生产工期：从月缩短到天，实现一日成图。 2）生产工期可控：外业工作减少，受天气影响减弱（靠天吃饭）。 3）减少对内业空三人员的依赖：免像控省去像控点布设及刺点过程，经过短期培训即可 完成作业。 2、设备运输便利 随人转场，不需额外运输，快速的响应能力。 3、设备环境适应性强 国际上首创的自适应高度飞行，解决地形起伏大造成的安全问题和测图精度降低的问题。
无人机摄影测量技术的使用方法与技巧
无人机摄影测量技术的使用方法与技巧无人机摄影测量是一种近年来快速发展的技术，它通过将高精度的无人机定位系统和高分辨率的相机相结合，可以实现高精度三维地形测绘和建筑物模型的生成。
无人机摄影测量技术已经在许多领域得到了广泛的应用，如土地测绘、建筑工程、环境监测等。
本文将介绍无人机摄影测量技术的使用方法与技巧。
首先，对于无人机摄影测量的基本原理需要有一定的了解。
在进行摄影测量时，无人机需要根据预先设置的航线飞行，并在空中连续拍摄照片。
这些照片会被导入至专业的摄影测量软件中，通过图像处理和三维重建算法，生成高精度的数字地形模型（DTM）或数字表面模型（DSM）。
为了提高测量精度，我们可以采用一些技巧，如增加航线的重叠度和侧向重叠度，选择适当的摄影机参数等。
其次，选择合适的设备和软件也至关重要。
在选择无人机时，应根据具体需求和预算来决定。
不同的无人机有着不同的飞行性能和载荷能力。
同时，还需要选择适合的相机和镜头，并了解它们的技术规格和特性。
对于软件选择，市面上有很多专业的无人机摄影测量软件可供选择，如Pix4Dmapper、Agisoft PhotoScan等，它们都提供了一系列的图像处理和重建功能。
在实际操作中，我们需要根据测量区域的特点和要求来确定无人机的航线规划。
航线的规划需要考虑飞行高度、航向角、航线间距等参数。
一般而言，较高的飞行高度可以获得较大的覆盖面积，但分辨率较低；而较低的飞行高度可以获得更高的分辨率，但覆盖面积较小。
航向角和航线间距的选择可以影响照片之间的重叠度，进而影响后续图像处理的精度。
此外，还需要考虑地形和建筑物的复杂度，以及气候条件对飞行的影响。
为了保证测量的准确性，我们需要对地面控制点进行精确测量。
地面控制点可以是人工设置的物理标志，如地面标志、人工标记等，也可以是已知坐标的地物特征点，如建筑物的拐角、路口的交点等。
通过在无人机拍摄的照片中识别和测量这些控制点，可以实现地面测量和照片的对应。
无人机免像控航测技术在地形测量中的应用研究
无人机免像控航测技术在地形测量中的应用研究摘要：传统的航空摄影测量技术因成本高、现势性不强、受天气条件影响大等原因, 一般用于大范围中小比例尺测量任务。
而基于无人机平台的航空测量技术具有成本低、机动灵活、时效性强的特点, 可以快速高效地获取高分辨率影像、数字高程模型DEM和数字正射影像图DOM等数字产品, 在大比例尺测图、灾害应急处理、地理国情监测等领域拥有独特优势, 正逐步成为空间地理信息获取的重要手段。
关键词：无人机；免像控航测技术；地形测量；应用随着低空遥感技术的发展, 使得无人机测绘技术成为航测领域的一个崭新发展方向。
无人机具有机动灵活、生产周期短等特点, 在小区域和飞行困难地区获取数据方面具有明显优势。
无控无人机通过整合精密测时技术和RTK定位技术来确定每一张相片拍摄的准确位置获取高精度成果, 发挥了其快速高效的优势, 减少了外业工作量。
该无人机由于POS数据精度较高, 省去了外业像控作业, 只需输入一个基站点坐标, 经对齐照片、建立密集点云、生成网格、生成纹理等处理, 可生成DEM、DOM、DLG、DRG等4D数字产品。
1测区概况该测区位于山西隰县县域, 航飞面积1.8Km2, 地形条件主要以丘陵、山地和平地为主, 设计地面分辨率3cm, 飞行高度388m, 航向重叠85%, 旁向重叠70%。
2采用设备该测区采用天狼星无控无人机, 该无人机主要由硬件设备系统、影像处理系统、信息分析系统构成:(1) 硬件设备系统:无人机飞行平台、飞行控制系统、地面监控系统、发射与回收系统;遥感任务设备、稳定装置、影像位置和姿态采集系统。
(2) 影像处理系统:影像数据快速检查、纠正、拼接系统;DOM、DEM、DLG生产系统。
(3) 信息分析系统:信息提取、信息分析、报告自动生成、数据管理与检索系统。
3无控无人机航测技术方法3.1 测区踏勘利用谷歌地图在测区范围内目测飞行场地, 实地进行踏勘, 确认测区地点、范围、起飞和降落条件。
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免像控无人机摄影测量系统的技术实现
摘要：无人机摄影测量技术由于其特有的机动灵活，高地面分辨率，高安全性等优势，已经成为满足我国重大需求的一项重要技术之一。
但现有的无人机摄影测量技术仍然需要大量的外业布控，才能满足高精度测图的需要，大大提高了测绘工作的成本和人力消耗。
因此，利用先进摄影测量技术和手段以实现免像控的无人机摄影测量成为研究的重点。
本文结合已有的免像控无人机摄影测量系统，探讨了免像控无人机摄影测量系统的技术实现方法。
关键词：无人机；无人机摄影测量系统；免像控
1无人机摄影测量的起源
无人机（unmanned aerial vehicle，UAV）最早出现在1917年，当时主要运用在军事领域，由于其成本低、损耗小、无伤亡、机动灵活等特点，使其应用范围不断扩大，后来逐渐出现在民用领域。
随着计算机技术、通讯技术、导航定位技术、摄影测量等技术的迅速发展以及新材料的不断出现，基于无人机平台的数字航空摄影测量技术也不断进步，无人机摄影测量系统应运而生。
2无人机摄影测量系统的应用
无人机摄影测量是传统的航空摄影测量的补充，它作业模式灵活，飞行的高度底，分辨率高，机动性强。
在林业资源探查，考古研究，土地自然调查，土地利用监测、矿产资源开发监测、灾害应急监测、地形图测绘、新农村建设、城市规划等领域得到应用。
如在2008年汶川地政和2017年的九寨沟地震灾害中，无人机航测系统获得的各种影像图对及时快速了解震后灾区的房屋、道路等损毁程度与空间分布，以及地震次生灾害如滑坡、崩塌以及因此而形成的堰塞湖的分布状况与动态变化等，发挥了重要重要作用，为救援、灾情评估、地震次生灾害防治和灾后重建工作等提供了第一手的信息和科学决策依据。
3无人机摄影测量系统的构成及工作原理
无人机摄影测量系统的组成一般包括以下几个部分：无人机飞行平台、导航控制系统、数码相机、地面站、后期数据处理系统五部分组成。
1）无人机飞行平台：即无人机本身。
2）导航控制系统：主要包括飞控、GPS导航系统、IMU惯性导航传感器、气压传感器等。
无人机飞行时，飞控是整个无人机飞行控制中心，让无人机按照规划好的飞行路径进行飞行，同时根据接收到的指令控制无人机的飞行高度、方向和速度等飞行状态。
GPS/IMU联合能够测得相片曝光瞬间的六个外方位元素，是对所得影像进行质量检验和后期处理的重要辅助数据。
3）数码相机：无人机摄影测量中采用的一般为民用的非量测相机，相机准确的内方位元素必须通过相机标定获得，并且拍摄的过程会产生径向畸变和切向畸变。
4）地面站：主要有无线电台、监控计算机、监控软件组成。
无限电台负责无人机飞控或其他机载设备与地面站的数据和控制指令的传输。
地面站可根据事先设定的航摄参数，自动生成航拍轨迹和设计飞行任务。
地面站可以观测无人机电源电压或飞行状态的数据，并保存相关数据。
5）后期数据处理系统：将无人机摄影测量后获得的影像数据进行后期处理。
根据需求通过软件对影像进行校正、拼接等工作。
4传统无人机摄影测量中的控制布设
虽然无人机航测近年来得到了测绘行业的广泛应用和认可，但传统航测作业
依然存在着很多不完善，如飞行姿态不稳定、相机相幅小、影像畸变差大、重叠
度不规则等问题都会影响最后的成图精度。
所以在传统航摄作业模式下，都伴随
着大量的像控布设。
像控布设工作占用着大量人力物力及工期。
与地面控制点相关的静态测量、
水准测量等工作几乎能占用项目40％的时间。
在实际布控的过程中经常遇到工作人员进入困难甚至无法进行人工作业的情况(如山区、灾害现场，禁区)，这将大
大增加项目开支，很多情况下控制点布设任务不得不以损失测绘精度为代价才能
完成。
5免像控的无人机摄影测量系统
免像控的无人机摄影测量系统成为了国内外研究的重点。
目前，国外的天狼
星无人机航摄系统和国内的CW-10C 1:500免像控无人机航测系统等无人机摄影测量系统都实现了大比列免像控测图。
5.1天狼星无人机航摄系统的关键技术
天狼星测绘无人机如图1所示，它是拓普康定位系统公司与玛芬奇公司联合
研发出的一台内置RTK实时测量的无人机航空摄影平台，颠覆了传统航测大量布
设地面控制的作业流程。
图1 天狼星无人机
天狼星无人机控制点布设不是在地面上完成的，而是在空中自动不舍完成，
其主要利用的是GNSS+RTK定位技术来确定每一张像片在拍摄是的准确位置，使
得像片上的位置信息实现和我们在外业布设的地面控制点实现同样的功能。
5.2 CW-10C 1:500免像控无人机航测系统
CW-10C 1:500免像控无人机航测系统使用了顾及曝光延迟的GPS辅助光束法
区域网平差模型，和相机自标定技术，大大提高了成图的精度。
顾及曝光延迟的GPS辅助光束法区域网平差模型：无人机摄影测量作业时，
由于无人机不是匀速飞行的，各个曝光点的延迟误差影响不一致，无法通过固定
的偏移参数补偿解决曝光延迟。
CW-10C通过安装引闪器，捕获相机快门动作信
号并发出触发信号，使GPS差分模块记录的摄影时刻与实际相机摄影时刻基本一致。
然后通过顾及曝光延迟的GPS辅助光束法区域网平差模型进行平差计算，提
高了数据的精度。
安装有引闪器的GPS信号工作原理如图2所示。
图2 安装有引闪器的GPS信号工作原理图
相机的自标定技术：直接利用相机在运动过程中周围环境图像与图像之间的
对应关系来进行相机标定。
相机自标定相对于传统方法具有更好的灵活性和实用性，相机的自标定实际上是一个拟合的过程，能消除一些未定的系统误差，能提
高相机参数的精度。
6总结
无人机摄影测量由于其机动灵活、分辨率高、起降方便等特点使得其应用越
来越频繁，领域也越来越宽泛。
免像控的无人机摄影测量系统的研究成为了无人
机摄影测量研究的重要方向，相信随着技术的不断进步，低成本、高性价比、高
精度的免像控无人机摄影测量系统将层出不穷，让摄影测量能发挥出巨大的作用，推动测绘由外业向内业，由传统人工向自动化、智能化方向转型。
参考文献
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