[發明專利]一種計算航拍圖像的像素點與GPS對應關系的方法及系統

在審

• 申請號: 201711485870.2
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108320309A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 張超;何寅;雷卓;楊飛
• 申請（專利權）人: 寧波諾視智能科技有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/80
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(普通合伙) 33243
• 代理人: 龍洋

本發明公開了一種計算航拍圖像的像素點與GPS對應關系的方法及系統，用以解決飛行器的姿態影響航拍畫面的視場的問題。該方法包括：利用相機標定技術對航拍圖像進行矯正；將矯正后的航拍圖像映射至預設三維空間；結合飛行器平臺的GPS信息計算所述矯正后的航拍圖像中的測量點對應的GPS位置。本發明修正因飛行器姿態產生的畫面畸變，能更準確地分析真實的地理坐標并分析像素。

技術領域

本發明涉及無人機技術領域，尤其涉及一種計算航拍圖像的像素點與GPS對應的關系的方法及系統。

背景技術

無人駕駛飛機簡稱“無人機”，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，或者由車載計算機完全地或間歇地自主地操作。

與有人駕駛飛機相比，無人機往往更適合那些太“愚鈍，骯臟或危險”的任務。無人機按應用領域，可分為軍用與民用。軍用方面，無人機分為偵察機和靶機。民用方面，無人機+行業應用，是無人機真正的剛需；目前在航拍、農業、植保、微型自拍、快遞運輸、災難救援、觀察野生動物、監控傳染病、測繪、新聞報道、電力巡檢、救災、影視拍攝、制造浪漫等等領域的應用，大大的拓展了無人機本身的用途，發達國家也在積極擴展行業應用與發展無人機技術。

在無人機進行航拍的過程中，飛行器的姿態(俯仰、滾轉、偏航)會極大地影響航拍畫面的視場，繼而影響對于畫面中像素的定位為與分析。使分析和定位結果出現偏差。

發明內容

本發明要解決的技術問題目的在于提供一種計算航拍圖像的像素點與GPS對應關系的方法及系統，用以解決飛行器的姿態影響航拍畫面的視場的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種計算航拍圖像的像素點與GPS對應關系的方法，包括步驟：

利用相機標定技術對航拍圖像進行矯正；

將矯正后的航拍圖像映射至預設三維空間；

結合飛行器平臺的GPS信息計算所述矯正后的航拍圖像中的測量點對應的GPS位置。

進一步地，所述結合飛行器平臺的GPS信息計算所述矯正后的航拍圖像中的測量點對應的GPS位置的步驟具體包括：

使用所述三維空間的旋轉矩陣計算所述航拍圖像矯正的坐標變換；

通過所述旋轉矩陣得出目標測量點在預設三維空間的坐標。

進一步地，所述使用所述三維空間的旋轉矩陣計算所述航拍圖像矯正的坐標變換的步驟具體包括：

設歐拉角偏航、俯仰和滾轉的角度為α，β，γ；

將所述預設三維空間的旋轉矩陣表示為如下3×3的矩陣：

其中，

進一步地，還包括步驟：

將所述目標測量點在預設三維空間的坐標與相機參數結合，計算任意兩個目標測量點之間的距離。

進一步地，所述將所述目標測量點在預設三維空間的坐標與相機參數結合，計算任意兩個目標測量點之間的距離的步驟具體包括:

其中，(x₁，y₁)和(x₂，y₂)是點P₁和點P₂在預設空間內x軸和y軸上的坐標。

一種計算航拍圖像的像素點與GPS對應關系的系統，包括：