[發明專利]基于幀間連續性的無人機多幀圖像目標定位校正方法

有效

• 申請號: 201710291229.9
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107192376B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 丁文銳;李健昆;李紅光;劉家良
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02;G01C11/04
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 祗志潔

1.一種基于幀間連續性的無人機多幀圖像目標定位校正方法，其特征在于，包括：

計算相鄰幀圖像的重疊率，所述重疊率是指在兩幀圖像的重疊區域中的同名點數量；

當重疊率大于設定的最低門限值時，執行下面過程(1)～(4)：

(1)先利用上一幀圖像的姿態信息的改正數對當前幀圖像的姿態信息進行粗校正，作為當前幀圖像的姿態信息的近似值；

(2)將同名點在當前幀圖像和上一幀圖像中的像素坐標轉換為在各自東北天坐標系下的坐標，所述的東北天坐標系以各個航拍位置為原點；根據兩個同名光線在同一平面的共面條件建立F方程；

無人機拍攝當前幀圖像時攝像機光學中心在東北天坐標系下的坐標為[X_S2 Y_S2 Z_S2]，拍攝上一幀圖像時攝像機光學中心在東北天坐標系下的坐標為[X_S1 Y_S1 Z_S1]，則攝像機光學中心的位移矢量[B_x B_y B_z]＝[X_S2 Y_S2 Z_S2]-[X_S1 Y_S1 Z_S1]；

設同名點在當前幀圖像中的像素坐標轉換為東北天坐標系下的坐標為[x_N1 y_N1 z_N1]^Τ，同名點在上一幀圖像中像素坐標轉換為東北天坐標系下的坐標為[x_N2 y_N2 z_N2]^Τ；

建立的F方程表示為：

(3)遍歷所有同名點，對各同名點執行(2)，求解各個姿態的改正數；

(4)將得到的各姿態的改正數加到各姿態的近似值上，更新當前幀圖像的姿態信息的近似值；判斷得到的改正數是否低于設定的限值，若是，停止迭代，輸出當前幀圖像的姿態信息的改正數以及近似值；否則，繼續利用新的近似值繼續執行(2)。

2.根據權利要求1所述的無人機多幀圖像目標定位校正方法，其特征在于，所述方法選擇一幀有已知地面控制點的航拍圖像作為起始圖像，通過單幀圖像的定位反向校正，獲取該航拍圖像對應的姿態信息改正數，姿態信息包括：無人機的經緯高信息對應的大地坐標，平臺高低角，平臺方位角，飛機俯仰角，飛機橫滾角，飛機航向角。

3.根據權利要求1或2所述的無人機多幀圖像目標定位校正方法，其特征在于，所述的粗校正是指利用上一幀圖像的姿態信息改正數對當前幀圖像進行校正。

4.根據權利要求1或2所述的無人機多幀圖像目標定位校正方法，其特征在于，所述方法還利用當前幀圖像的姿態信息的近似值，通過單幀圖像的定位反向校正，更新圖像對應的各個姿態信息的誤差。

5.根據權利要求1所述的無人機多幀圖像目標定位校正方法，其特征在于，所述方法利用當前幀圖像的姿態信息的近似值來確定F的初始值F₀。

6.根據權利要求1或5所述的無人機多幀圖像目標定位校正方法，其特征在于，所述方法通過遍歷所有同名點，建立法方程A^ΤAX＝A^ΤL，求解得到各個姿態的改正數；其中，

矩陣是平臺高低角，γ是平臺方位角，ω是飛機橫滾角，φ是飛機俯仰角，κ是飛機航向角；

矩陣dγ,dω,dφ,dκ分別為平臺高低角、平臺方位角、飛機橫滾角、飛機俯仰角和飛機航向角的改正數；

L是由各同名點的參數l組成的矩陣，l＝0-F₀；F₀為F的初始值。