HỘI THẢO ỨNG DỤNG GIS TOÀN QUỐC 2011

103

THU NHẬN ẢNH BẰNG MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI
PHỤC VỤ CÔNG TÁC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ

Phan Thị Anh Thư
(1)
, Lê Văn Trung
(2)

(1)
Bộ môn Địa tin học – Trường Đại học Bách khoa Tp. HCM
(2)
Trung tâm Địa tin học - Khu Công nghệ Phần mềm- ĐHQG Tp.HCM

Abstract: Unmanned Aerial Vehicles (UAV) photogrammtry for mapping is a new solution and
being utilized widely in some developed countries. It is considered a high efficient method when
mapping in comparison to the traditional photogrammetry. This paper introduces a high
resolution remote imaging system using model helicopter that is often used (vertical take-off
and landing) and discuses about the results of testing the UAV that is navigated autonomously
using differential GPS (DGPS) for mapping. The primary results show that this UAV can flight
at low altitude changing (from 10m to 300m)and allow the high resolution image acquisition
following the computed ‘waypoints’, due to its high manoeuvrability and its capability to
navigate with high precision to the predefined acquisition points. The proposed system is not
only applied in the field of geomatics but also open a new way for increasing the range of its
applications in the natural resource management and environmental monitoring.
Keywords: Unmanned Aerial Photogrammatry, Falcom PARS, Small Format Photography.

1. GIỚI THIỆU

2.1. Hệ thống UAV
Hệ thống được xây dựng trên cơ sở sử dụng loại trực thăng không người lái có sẵn trên
thị trường AscTec Falcon 8, có giá thành thấp, bay ổn định và có thể mang được thiết bị chụp
ảnh (nhập từ Cộng Hòa Liên Bang Đức) [7]. UAV (AscTec Falcon 8) Bộ điều khiển từ xa Thiết bị GPS
Hình 1: Máy bay không người lái và các phụ kiện

Tổng trọng lượng cất cánh tối đa của máy bay là 1.8 kg, thời gian bay là 20 – 30 phút
(giới hạn bởi dung lượng pin); có thể bay chụp ảnh trong điều kiện tốc độ gió đến 10m/s và
tần số truyền hình ảnh từ máy bay về trạm mặt đất là 5.8 GHz và tín hiệu điều khiển máy bay
từ bộ điều khiển từ xa là 2.4 GHz.Giải pháp DGPS được áp dụng trong định vị UAV, cho
phép xác định vị trí hình ảnh được thu nhận một cách chính xác. Nhờ vào thiết bị này máy
bay có thể tìm đến đúng vị trí đã được thiết kế sẵn (về mặt bằng và độ cao) để tiến hành giám
sát và truyền ảnh và tạo ảnh trực giao theo yêu cầu.Để phục vụ giám sát mặt đất, người điều
khiển sẽ đưa UAV đến vị trí thích hợp để thu thập dữ liệu ảnh cần thiết hoặc thiết lập chế độ
bay tự động dựa trên các thông số đã biết trước (các điểm waypoints).Công tác “thiết kế phi
vụ bay” bao gồmchuẩn bị các thông số cần thiết cho quá trình bay chụp. Sử dụng bản đồ nền
dạng số có tỷ lệ nhỏ hơn tỷ lệ bản đồ cần thành lập để đưa vào chương trình làm cơ sở cho
việc thiết kế như: khu vực cần bay chụp ảnh, độ cao bay, tọa độ những vị trí cần thu nhận ảnh
(đã được tính toán trước) … Đây là cơ sở để chương trình điều khiển thiết bị UAV ghi nhận
hình ảnh tại vị trí đã thiết kế (thông qua định vị GPS).


ười sử dụng bộ điều khiển từ xa sẽ tác động (tín
hiệu điều khiển là 2.4 GHz) đưa thiết bị đáp xuống theo vị trí xuất phát ban đầu. Do giới hạn
thời gian bay (20 phút/một pin cung cấp năng lượng để UAV hoàn tất nhiệm vụ), đối với khu
vực rộng cần tiến hành bay nhiều lần để thực hiện tiếp tục các tuyến bay còn lại theo thiết kế.
Ảnh được thu nhận bởi máy ảnh Ricoh GX 200 dưới dạng các fileảnh riêng lẻcó có kích
thước 4000 x 3000 pixel với độ phân giải không gian là 3.3 cm.
Thiết kế phi vụ bay
Điều khiển từ mặt đất
Xử lý ảnh bằng phần mềm chuyên dụng
Kiểm tra kết quả xử lý ảnh
Phạm vi khu vực bay
Sản phẩm: ảnh trực giao, mô hình DSM,
Đánh giá kết quả
Tham số bay
Tự động (waypoints)

10
6

3.
Đ
bở
i
sát
Bả
n
6

Hình 4: Ả
n

đất là 5
tần số
đ
n
g 1: So sá
n

Kế
h
Độ
c
Phạ
m
Độ
p
Th
u

2) Ứng d
ụ
trong g
i
kiện đị
a
khó tiế
p
ra các
s
phù hợ
p

ố
ẩ
m chuyên
đ
á
t môi trườ
n
h
, địa chính
v
c
pháp lý c
h
ọ
n, nhẹ, độ
c
.8 GHz và
t
đ
ược phép s
ử
n
h
đ
ặc điểm
g
h
oạch bay
c
ao bay

4490
tại Khu côn
g
Ả
THỬ NG
H
t
ruyền thốn
g
đ
iều kiện th
ờ
n
ảnh phục v
ụ
cân bằng tạ
i
x
ác định tr
ư
o
việc giám
trinh sát và
ố
,rất thuận l
ợ
đ
ề, ảnh 3D
p
n

m
Bán t
ự
g
máy
b
ay
k
h
u nhận nha
n
t
hiệu quả t
r
n
g t
r
ình xử
l
h
ư ảnh trực
g
ầ
u ứng dụn
g
N
G DỤNG GI
S
g
nghệ phầ

ứ
u nạn,… đ
t
rong quân
s
d
ụng hệ th
0
0m) có tần
u
khiển máy
b
iến hiện na
y
g
pháp truy
ề
ơ
ng pháp tru
y
ự
động
0
k
m

m
2
m


d
ụng thiế
t
h
ành lập bản
v
à có thể di
độ, nên lo
ạ
ậ
n hình ảnh
m
ộ
cao thấp t
ừ
c
giải đoán ả
n
lý đô thị,
ặc biệt là ứ
n
s
ự.
ống khá đơ
n
số truyền h
ì
bay từ bộ
đ
y

n
v
à
chi phí
c
t
bị
b
ay khô
n
đồ có nhiều
chuyển the
o
ạ
i trực thăn
g
m
ặt đất kh
u
ừ
10m đến 3
0
nh, tạo ảnh
t
quản lý tài
n
n
g
d
ụng tro

n
r
a một giải
p
n
h thấp, linh
v
ực và đối t
ư
p
liên kết nh
a
h
3D cho
m
ội
a (29/03/2
0
Ả
NH
c
ũng như bị
n
g người lái
ưu t
h
ế như

xa là 2.4
G
V

g
UAV
n

t
ự động
p
háp công
n
hoạt trong
m
ư
ợng mà c
o
a
nh các ảnh
ộ
t khu vực r
ộ
0
10)
hạn chế
để giám
s
au:
g


cất
ph
â
vớ
i
nh
ậ
th
ủ
ph
ụ
nạ
n
4.
K
thấ
p
3D
Mô hình D
S
3) Để đán
h
côngtá
c
so sán
h
hiện tr
ê


t
và hạ cánh
t
â
n giải cao
v
i
độ chính x
ậ
n ảnh sử d
ụ
ủ
y sinh, phâ
n
ụ
c vụ quản
n
,… đặc bi
ệ
K
ẾT LUẬ
N
Hệ thốn
g
p
, cho phép
, chắc chắ
n
H
Ộ

u
ng phương
t
t
ự sai số tru
n

t
hực nghiệ
m
t
rên
m
ột kh
u
v
à có thể ph
ác cao (<3c
m
ụ
ng trực thă
n
n
loại cây t
r
lý đô thị, q
u
ệ
t là ứng dụ
n

á
ủ
a điểm cho
ư
ơng ứng n
g
sai lệch của
ủ
a điểm thứ
c
ủa điểm th
ứ
t
heo tọa độ
c
m
mb
= ±
n
g phương
v
m
đc
= =
±
m
ban đầu ch
u
vực nhỏ h
ẹ

Ả
nh 3D
à
nh Khu Cô
ầ
u ứng dụng
l
ớn, ảnh sa
u
á
t
r
ị thực tr
ê
trên bản đồ
g
oài thực tế
các điểm ki
ể
1
ứ
n
c
ho trường
h
n
2
E
=
±

r
ực thăng
k
ư
ờng xuyên
g
mới trong
S
TOÀN QU
Ố
(c
)
ng Nghệ Ph
ầ

hệ thống m
á
u
khi xử lýđ
ư
ê
n
m
ặt đất
v
thành lập t
ừ
ể
m tra như
s

n
nhiên, gi
á
n
tập quân s
ự
k
hông ngườ
i
với độ chín
h
phục vụ giá
m
Ố
C 2011

)
Ảnh trực g
i
ầ
n Mềm –
Đ
á
y bay khô
n
ư
ợc đánh gi
á
v
à các đặc t

m sát môi
t
ự
.
i
lái có ưu t
h
h
xác cao v
à
m
sát, thu t
h
(1)
(2)
i
ao
Đ
HQG-HC
M
n
g người lái
á
theo phươ
n
r
ưng không
g
m
:

ập dữ liệu
v
107
M

phục vụ
n
g pháp
g
ian thể
n
g có thể
ấ
t với độ
N
goài ra,
á
t và thu
ậ
p chắn,
ảnh 3D
hộ cứu
v
ận hành
o

d
ữ liệu
v
à