河道のUAV写真測量のための最適撮影戦略の設計

河道无人机摄影测量最优成像策略设计

基本信息

批准号：
22K04333
负责人：
神野有生
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04333/
关键词：
写真測量河道 UAV 撮影戦略

项目摘要

河道のUAV写真測量（ドローンで撮った多数枚の写真を解析して、地表の形状を測る技術）において、できるだけ少数の写真で精度を確保できる撮影戦略の設計のため、本年度は、①陸地を対象とした最適撮影戦略を用いたUAV写真測量の現地実験（実際にドローンを飛ばして撮影し、撮った写真を解析して複数地点の座標を推定して、実測した座標と比較することによって精度を評価する実験）と、②陸部と冠水部（水に覆われた部分：水底）を含む河道を対象とした最適撮影戦略の具体的設計および現地実験、を実施した。①については、撮影位置ごとにカメラの向きを工夫した3つの撮影方法の有効性を、正方形の平坦地を対象とする現地実験により実証した。具体的には、新しい方法は、従来の代表的方法と比べ、同じ撮影枚数でより優れた精度を与えた。②については、河道の両岸に沿った2つのコース上を飛びながら対岸向きにカメラを20°傾けて撮影する戦略を設計し、現地実験で検証した。この方法はUAVが飛行する必要のあるコースが2コースのみであることから、効率性に優れている。また、理論的に写真に写る領域が、対岸側の写真のそれと十分に重なるように、かつ対岸側から撮った写真と適度な向きの差が出来るように、カメラの向きを調整したものである（これらの条件は、写真測量の解析が成功するために重要な条件である）。この撮影戦略を用いた河道における現地実験によって、陸部について十分な精度が得られることが実証された。今後の課題は、②についてより多くの現地実験を重ねるとともに、冠水部の精度の検証も行うこと、適宜数値シミュレーションを取り入れつつ、様々な河川に適用できるよう、撮影戦略をさらに洗練させることである。

为了在河道无人机摄影测量（一种通过分析无人机拍摄的大量照片来测量地球表面形状的技术）中设计一种能够用尽可能少的照片确保精度的摄影策略，今年我们将采用有针对性的最优拍摄策略（实际无人机）进行无人机摄影测量现场实验（2）通过拍摄多个地点的照片，分析拍摄的照片，估计多个点的坐标，并将其与实测坐标进行比较来评估精度的实验我们进行了最佳成像的详细设计和现场实验。河道策略，包括暴露区域（水床）。关于①，我们通过在正方形平坦区域上进行现场实验，证明了针对每个拍摄位置设计相机方向的三种拍摄方法的有效性。具体来说，与传统的代表性方法相比，新方法在相同的拍摄次数下提供了更好的精度。针对②，我们设计了沿着河道两岸分两条航线飞行，并将相机向对岸倾斜20度进行拍照的策略，并通过现场实验进行了验证。这种方法效率很高，无人机只需要飞行两个航向。另外，还调整了相机的方向，使照片中理论上显示的区域与对岸照片的区域有足够的重叠，并且与对岸照片的方向有适当的差异。（这些条件对于成功的摄影测量分析很重要）。使用这种成像策略在河道中进行的现场实验表明，对于陆地区域可以获得足够的精度。 ②未来的任务是进行更多的现场实验，验证淹没区域的准确性，适当结合数值模拟，并进一步完善成像策略，使其能够应用于各种河流。