測定無人機中航測相機曝光時刻的裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及無人機航空攝影測量領域，具體地說是一種測定無人機中航測相機曝 光時刻的裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 現有技術中，無人機航空攝影測量工作中數碼相機曝光時刻的精確時間信息是不 記錄或是將無人機飛控系統發出的曝光脈沖信號的時刻作為相機曝光時刻，未考慮相機曝 光延遲的問題，因此不能夠精確反映相機曝光時刻。沒有精確的時間信息就不可能與精確 的坐標信息進行有效的匹配關聯，該就使得航空攝影測量需要大量的地面像控點進行精度 支持，例如，GPS(Global化sitioningSystem,全球定位系統）頻率一般為4監左右，而無 人機通常是在30m/s左右的速度上連續飛行，該就使得GI^S記錄的時間信息與坐標信息有 相當大的差距，而GI^S給的曝光信息到相機實施曝光動作也有一段時間，而此時飛機在空 中已經發生了位移，所W此時GI^S記錄的時間信息并不是相機真正曝光的時間信息。專利 號CN201310012924. 9中，公開了一種無人機用小型航測相機曝光信號實時獲取及記錄方 法，從相機快口前簾處獲取相機曝光信號，并由GI^S設備記錄此信號的時間信息作為相機 曝光時刻，但由于該方法中相機曝光信號是從相機內部的前簾位置引出并連接到GI^S設備 上，因此結構較復雜，且相機快口容易受到信號干擾而導致快口工作誤差，從而進一步影響 事件記錄的精度，因此該方法仍然無法很好地解決無人機中航測相機曝光時刻的精確測定 的技術問題。
【發明內容】
[0003] 有鑒于此，本發明的目的在于提供一種測定無人機中航測相機曝光時刻的裝置及 方法，W解決上述的問題和不足并提供至少W下所述的優點。
[0004] 第一方面，本發明實施例提供了一種測定無人機中航測相機曝光時刻的裝置，包 括：無人機飛控系統、航測相機和GNSS(Global^vigationSatelliteSystem,即全球導 航衛星系統）系統；該無人機飛控系統、該航測相機和該GNSS系統順序串聯；該無人機飛 控系統用于根據預先設定的曝光控制信息，生成第一曝光信號；該航測相機用于根據該第 一曝光信號進行曝光，同時生成同步信號；該GNSS系統用于根據該同步信號確定該航測相 機的精準曝光時刻。
[0005] 優選地，該GNSS系統包括基準模塊和校驗模塊；該無人機飛控系統用于在生成該 第一曝光信號時，同時生成第二曝光信號，并將該第二曝光信號發送給該基準模塊；該基準 模塊用于根據該第二曝光信號確定該航測相機的基準曝光時刻，并將該基準曝光時刻發送 給該校驗模塊；該校驗模塊用于當所述基準曝光時刻和獲取到所述同步信號的時刻之間的 時間差值小于預設的標準時間差值時，將所述同步信號的時刻作為該航測相機的精準曝光 時刻。
[0006] 優選地，該校驗模塊包括差值單元和比較單元；該差值單元用于計算該基準曝光 時刻和獲取到該同步信號的時刻之間的時間差值，并將該時間差值發送給該比較單元；該 比較單元用于將該時間差值與預設的標準時間差值進行比較，若該時間差值小于該標準時 間差值，則將獲取到該同步信號的時刻作為該航測相機的精準曝光時刻，否則將該基準曝 光時刻作為該航測相機的精準曝光時刻。
[0007]進一步地，該GNSS系統為雙頻GNSS或GNSS/1MU系統。
[000引進一步地，上述精確測定無人機中航測相機曝光時刻的裝置可W包括；無線引閃 器，用于在該航測相機進行曝光時產生該同步信號。
[0009] 優選地，上述精確測定無人機中航測相機曝光時刻的裝置可W包括；信號放大器， 用于將該航測相機進行曝光時在熱靴信號觸點或者PC端口同步產生的信號進行放大，并 輸出該同步信號。
[0010] 優選地，該航測相機在第一簾幕開啟時進行曝光。
[0011] 優選地，該航測相機為工業數碼相機。
[0012] 第二方面，本發明實施例還提供了一種精確測定無人機中航測相機曝光時刻的方 法，包括：無人機飛控系統根據預先設定的曝光控制信息，生成第一曝光信號，并將該第一 曝光信號發送給航測相機；該航測相機根據該第一曝光信號進行曝光，同時生成同步信號， 并將該同步信號發送給GNSS系統；該GNSS系統根據該同步信號，確定該航測相機的精準曝 光時刻。
[0013] 優選地，上述方法還包括，無人機飛控系統根據該航測相機的精準曝光時刻，計算 航測像片的外方位元素。
[0014] 本發明實施例提供的精確測定無人機中航測相機曝光時刻的裝置及方法，利用航 測相機執行曝光動作時在相機外部同步產生的信號并對其進行處理之后發送給GNSS系 統，從而能夠精確測定出航測相機的精準曝光時刻，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程中對地面控制點的依賴程度，能夠做到 無控制或者少量控制點。
[0015] 為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合 所附附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0016] 為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附 圖作簡單地介紹，應當理解，W下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對 范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可W根據該 些附圖獲得其他相關的附圖。
[0017] 圖1示出了現有技術中一種測定無人機中航測相機曝光時刻的裝置；
[0018] 圖2示出了本發明實施例所提供的一種精確測定無人機中航測相機曝光時刻的 裝置；
[0019] 圖3示出了本發明實施例所提供的第二種精確測定無人機中航測相機曝光時刻 的裝置；
[0020] 圖4(a)和化）分別示出了本發明實施例所提供的一種第一曝光信號和同步信號 的波形；
[0021] 圖5示出了本發明實施例所提供的一種精確測定無人機中航測相機曝光時刻的 方法。
[0022] 1無人機飛控系統 [002引2GNSS系統
[0024] 3航測相機
[0025] 11IMU/GNSS系統
[0026] 12基準板塊
[0027] 13校驗模塊 [002引 14差值單元
[0029] 15比較單元
【具體實施方式】
[0030] 下面將結合本發明實施例中附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在 此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可各種不同的配置來布置和設計。因 此，W下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的 范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明的實施例，本領域技術人員在沒有做 出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0031] 如圖1所示為現有技術中一種測定無人機中航測相機曝光時刻的裝置，該裝置 中，無人機飛控系統1根據預先設定的曝光控制信息，輸出兩路同步的相機曝光脈沖信號， 其中一路發送給相機3用于控制相機3進行曝光動作，另外一路發送給GNSS系統，記錄該 脈沖的到來時刻，并將該脈沖的到來時刻作為相機曝光時刻。該裝置不考慮曝光脈沖信號 在系統線路中的傳輸延遲，也不考慮相機本身生產工藝引起的曝光延遲的問題，因此該脈 沖的到來時刻不能夠精確反映相機的實際曝光時刻。
[0032] 如圖2所示為根據本發明實施例提供