[發明專利]一種無人機光電吊艙安裝誤差標校方法

有效

• 申請號: 201710006132.9
• 申請日: 2017-01-05
• 公開（公告）號: CN106871927B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 徐誠;王東振;黃大慶;韓偉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種無人機光電吊艙安裝誤差標校方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟一，首先確定一個地面合作目標點，并用高精度差分GPS獲取該點的經緯度和高程；

步驟二，根據合作目標點確定無人機校飛路線；并在指定測量點對合作目標點進行觀測，獲取并記錄無人機像點坐標，并進行坐標轉換；

步驟三，建立安裝誤差診斷模型；

步驟四，辨識安裝誤差診斷模型中的未知參數，并在后續的定位過程中補償光電吊艙的安裝誤差。

2.根據權利要求1所述的一種無人機光電吊艙安裝誤差標校方法，其特征在于，所述的步驟二中校飛滿足以下條件：

航向、航高：對于飛機轉彎以及爬升、俯沖時的光電吊艙的觀測數據不帶入后期的數據處理中；

姿態：盡量保證飛機的俯仰角與橫滾角為零度或較小角度；

航速：飛機為勻速運動。

3.根據權利要求1或2所述的一種無人機光電吊艙安裝誤差標校方法，其特征在于，所述的步驟二的具體步驟為：

2.1，大地坐標系O：以地心作為原點，Z_o軸為北極方向，X_o軸為地心指向格林尼治子午面與地球赤道的交點方向，Y_o軸與X_o、Z_o兩軸相互垂直構成一個右手系；在大地坐標系中每一點的坐標表示成：(B，L，H)，分別代表該點的緯度、經度和高程；

2.2，大地直角坐標系G：大地直角坐標系與大地坐標系重合；大地直角坐標系中任一點的坐標用該點在此坐標系各個坐標軸上的投影來表示；

2.3，地理坐標系N：在地理坐標系中，原點是載機中心在某一時刻所處的位置，Z_n指向正北方向，X_n垂直于地表指向天空，Y_n與Z_n、X_n相互垂直構成一個右手系，指向正東；

2.4，載機坐標系B：載機坐標系的原點為載機導航系統的中心，Y_b代表載機橫軸，Z_b代表載機縱軸，X_b由機腹指向機背；載機航向角φ，載機俯仰角γ，載機橫滾角θ代表該坐標系相對地理坐標系的三個姿態角；當姿態角均為零時，載機坐標系的三軸指向與地理坐標系的三軸指向重合；

2.5，基座坐標系T：將基座坐標系相對載機坐標系的三個安裝誤差角定義為Δφ_I，Δγ_I，Δθ_I；

2.6，攝像機坐標系C：攝像機坐標系的原點在攝像機光軸與橫軸的交點上，Z_c軸為攝像機光軸，指向目標；光軸指向角以方位角α和高低角β表示，其中方位角α為繞方位軸X_c的旋轉角度，高低角β為繞俯仰軸Y_c的旋轉角度；

2.7，圖像物理坐標系：圖像物理坐標系的原點是光軸與像平面的交點，其中X軸、Y軸分別與圖像像素坐標系的X、Y軸平行，以實際物理尺度為單位；

2.8，圖像像素坐標系：圖像像素坐標系的原點在圖像的左上角，坐標單位為像素；坐標(x_p，y_p)表示當前像素在數字圖像中的行數與列數；

根據圖像物理坐標系和圖像像素坐標系的定義，像點p的圖像像素坐標(x_p，y_p)與其圖像物理坐標(x_w，y_w)的關系為：

其中，(C_x，C_y)代表圖像主點，即光軸與像面交點的像素坐標；d_x，d_y分別為攝像機的單個像元在X_w，Y_w方向上的物理尺寸。