DJI開發之航線重疊率的計算

介紹

無人機在規劃一塊區域的時候，咱們須要手動的給予一些參數來影響無人機飛行，對於一塊地表，無人機每隔N秒在空中間隔的拍照地表的一塊區域，在整個任務執行結束後，拍到的全部區域照片可以完整的表達出一塊地表，那此次任務就是成功的。 固然，若是想完整的把一塊地表拍下來也很簡單，咱們徹底能夠不停的去拍照，飛行的間隔特別小，但這不是咱們想要的，由於這種方式比較浪費資源，咱們想要的是在可能的狀況下，以最少的航線規劃、最少的圖片數量來詮釋這塊地表，畢竟wayPoint最多隻能執行99個。

重疊率

重疊率又分航向重疊率和旁向重疊率：

• 航向重疊率：指無人機在一條航線前進拍照時，第一次拍照的圖片與第二次重疊的機率
• 旁向重疊率：指無人機在第一條航線拍的照片與第二條航線拍的照片重疊的機率

航向重疊率

用一張圖來表示，綠色圖塊是第一次拍照拍到的地表區域，紅色圖塊是第二次拍照拍到的地表區域，他倆重疊的部分的區域相對於他們本身來講就叫作航向重疊率。假設咱們如今設置此次無人機飛行的航向重疊率爲50%，那麼重疊的部分正好是他們自身的一半，那麼能不能設置重疊率爲100%呢？固然不行，這樣話，綠色塊和紅色塊就是一個完美的重合，也就意味着第一次拍照和第二次拍照都在同一個地方，無人機就根本不會往前飛行了，而是停留在那。

旁向重疊率

綠色塊是咱們在第一條航線中拍到的區域，紅色塊是咱們第二條航線拍到的區域，他倆重疊的部分相對於他們本身來講就叫作旁向重疊率，旁向重疊率是影響航線規劃間隔的惟一因素，咱們須要經過重疊率來計算出飛行路徑的間隔，固然，此處的重疊率也不能設置爲100%，若是設置100%的話，那麼紅色塊就會和綠色塊重疊，也意味着第一條航線和第二條航線重疊，無人機也就只會在一條航線上來來回回的飛行。

焦距與畫幅

若是想知道一張圖片所拍到的區域真實面積的話，那麼焦距與畫幅是離開不的因素。

如圖所示，當前無人機是正向向咱們飛過來的，咱們須要求 拍攝到的真實的距離 ，其實看到圖咱們就能猜到，這是一個類似三角形的運算，計算公式：

那麼，也就意味着咱們須要知道焦距、畫幅、無人機高度這些已知值，才能計算出拍攝到的真實距離。

焦距

焦距的獲取Dji已經給出了API，咱們能夠直接獲取。

public static Aircraft getAircraft() {
        BaseProduct product = getProduct();
        if (product != null && product.isConnected()) {
            if (product instanceof Aircraft) {
                return (Aircraft) product;
            }
        }
        return null;
}

Camera camera=getAircraft().getCamera();
//若是camera不爲空，而且當前drone支持焦距
if (camera != null&&camera.isOpticalZoomSupported()) {
        camera.getOpticalZoomFocalLength(new CommonCallbacks.CompletionCallbackWith<Integer>() {
                    @Override
                    public void onSuccess(Integer integer) {
                        //獲取到焦距值
                    }

                    @Override
                    public void onFailure(DJIError djiError) {
                        
                    }
                });
}else{
    //若是不支持焦距的話，則能夠給個默認的焦距值 24(單位爲毫米)
}

複製代碼

畫幅

畫幅是一個固定值，分爲長畫幅與短畫幅，上圖中僅僅只是一個平面圖，沒法表示長畫幅與短畫幅的意思，咱們對上圖再作個立體圖也就知曉了

畫幅實際上是一個矩形，也正好對應咱們拍攝到的照片是一張矩形的照片，畫幅的默認值爲。

• 長畫幅：35mm(單位毫米)，與旁向重疊率相關
• 短畫幅：24mm(單位毫米)，與航向重疊率相關

計算

因爲每次在規劃航線時，無人機高度是用戶自由進行選擇拖動的，因此也是一個已知值，每次拖動無人機高度，航線會從新進行規劃

非重疊距離公式

下面是一個通用的計算公式，計算出非重疊部分的真實距離

/** * @param height 無人機高度，單位米(m) * @param frame 畫幅 * @param focal 焦距 * @param ratio 重疊率 */
    public static double get(double height, double frame, double focal, double ratio) {
        //todo 若是focal焦距爲0的話，則使用默認值值24毫米
        focal = focal == 0 ? 24 : focal;
        //單位換成米
        focal = focal / 1000;
        frame = frame / 1000;
        //設呈現的真實距離爲x
        double x;
        //拍攝到的距離
        x = frame * height / focal;
        //設重疊距離
        double d;
        //重疊部分的距離
        d = ratio * x;
        //非重疊部分的距離 （單位米）
        d = x - d;
        return d;
    }
複製代碼

航向重疊計算

已知短畫幅=24mm，假設從無人機拿到的焦距是26mm，高度設置的是100米，重疊率設置80%，則無人機真正拍攝到的距離差爲：

double distance=get(100,24,26,0.8)
複製代碼

如今計算出了無人機在拍攝照片的時候，拍攝第一張的位置與拍攝第二張的位置的距離差，那麼計算這個距離值拿來幹什麼用呢，咱們知道，距離=速度*時間 ，咱們拍照的時間間隔是固定的，假設咱們設計的時間是每隔2s進行一次拍照，那麼，咱們就能夠根據 這個公式計算出 速度 ，而後將這個速度設置給 wayPoint , 固然，這個速度不能超過無人機的最大速度(10m/s)，咱們能夠在此作個判斷，若是超過無人機最大速度，則設置無人機最大速度爲 wayPoint 的速度，若是沒有，則反之。咱們可能在想，假設公式計算出來的最大速度是20m/s，若是我給他設置了最大速度10m/s的話，不會有影響嗎？其實否則，咱們假設飛行的距離是40m，我以20m/s的速度進行飛行，那麼也就是2s就飛完了，若是這時候我下調到10m/s進行飛行，也就是須要4s才能飛完，已知無人機每隔2s進行一次拍照，那麼20m/s的速度只須要拍一張就足夠了，10m/s的就須要拍攝兩張，這並不會影響拍攝的區域，只不過拍攝的照片比預期多了而已。

旁向重疊計算

旁向重疊的計算影響航線的的間隔，對於一塊固定地表，間隔越寬，則飛行的航線就越少，間隔越窄，則飛行的航線就越多，主要影響間隔的就是重疊率。 已知長畫幅=35mm，假設從無人機拿到的焦距是26mm，高度設置的是100米，重疊率設置80%，則航線間距離爲:

double distance=get(100,24,26,0.8)
複製代碼

最終將航線距離丟給航線路徑規劃公式，計算出任務所執行的航點