[发明专利]一种计算航拍图像的像素点与GPS对应关系的方法及系统

说明书

本发明公开了一种计算航拍图像的像素点与GPS对应关系的方法及系统，用以解决飞行器的姿态影响航拍画面的视场的问题。该方法包括：利用相机标定技术对航拍图像进行矫正；将矫正后的航拍图像映射至预设三维空间；结合飞行器平台的GPS信息计算所述矫正后的航拍图像中的测量点对应的GPS位置。本发明修正因飞行器姿态产生的画面畸变，能更准确地分析真实的地理坐标并分析像素。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种计算航拍图像的像素点与GPS对应的关系的方法及系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。

与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。

在无人机进行航拍的过程中，飞行器的姿态(俯仰、滚转、偏航)会极大地影响航拍画面的视场，继而影响对于画面中像素的定位为与分析。使分析和定位结果出现偏差。

发明内容

本发明要解决的技术问题目的在于提供一种计算航拍图像的像素点与GPS对应关系的方法及系统，用以解决飞行器的姿态影响航拍画面的视场的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种计算航拍图像的像素点与GPS对应关系的方法，包括步骤：

利用相机标定技术对航拍图像进行矫正；

将矫正后的航拍图像映射至预设三维空间；

结合飞行器平台的GPS信息计算所述矫正后的航拍图像中的测量点对应的GPS位置。

进一步地，所述结合飞行器平台的GPS信息计算所述矫正后的航拍图像中的测量点对应的GPS位置的步骤具体包括：

使用所述三维空间的旋转矩阵计算所述航拍图像矫正的坐标变换；

通过所述旋转矩阵得出目标测量点在预设三维空间的坐标。

进一步地，所述使用所述三维空间的旋转矩阵计算所述航拍图像矫正的坐标变换的步骤具体包括：

设欧拉角偏航、俯仰和滚转的角度为α，β，γ；

将所述预设三维空间的旋转矩阵表示为如下3×3的矩阵：

其中，

进一步地，还包括步骤：

将所述目标测量点在预设三维空间的坐标与相机参数结合，计算任意两个目标测量点之间的距离。

进一步地，所述将所述目标测量点在预设三维空间的坐标与相机参数结合，计算任意两个目标测量点之间的距离的步骤具体包括:

其中，(x₁，y₁)和(x₂，y₂)是点P₁和点P₂在预设空间内x轴和y轴上的坐标。

一种计算航拍图像的像素点与GPS对应关系的系统，包括：