[发明专利]一种基于无人机多传感器数据融合的林火定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于无人机多传感器数据融合的林火定位方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一、对无人机上搭载的红外热像仪进行内参标定，获取内参矩阵；

步骤二、对无人机上搭载的激光雷达和组合惯导进行联合标定，获取雷达坐标系和惯导坐标系之间的第一坐标转换关系；

步骤三、对红外热像仪和激光雷达进行联合标定，获取图像坐标系和雷达坐标系之间的第二坐标转换关系；

步骤四、实时获取红外热像仪、激光雷达和组合惯导采集的、具有时间对应关系的多组数据；所述多组数据包括红外图像数据、点云数据和无人机位姿数据；

步骤五、根据第一坐标转换关系和无人机位姿数据对点云数据进行拼接，获得密集点云；具体步骤包括：

步骤五一、建立局部坐标系如下：以第一帧点云数据对应的无人机位置为原点，X轴为世界坐标系Y轴方向，Y轴为世界坐标系X轴方向，Z轴与世界坐标系Z轴方向相反；根据每一帧点云数据对应的无人机位姿数据计算获得局部坐标系与惯导坐标系之间的第三坐标转换关系；

步骤五二、根据第一坐标变换关系和第三坐标变换关系计算获得雷达坐标系与局部坐标系之间的第四坐标转换关系；

步骤五三、根据第四坐标转换关系计算获得每一帧点云数据在局部坐标系中的局部点云坐标；

步骤五四、根据第一坐标变换关系、第三坐标变换关系和第四坐标转换关系，对局部点云坐标进行逆运算，即将每一帧点云数据在局部坐标系中的位置进行转换，获得密集点云；

步骤六、对密集点云和红外图像数据进行融合处理，获得火点在世界坐标系下的位置坐标。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机多传感器数据融合的林火定位方法，其特征在于，在步骤六之后还包括步骤七、将火点位置与无人机位置在地图上实时标注出来。

3.根据权利要求2所述的一种基于无人机多传感器数据融合的林火定位方法，其特征在于，步骤三中通过PNP算法获取图像坐标系和雷达坐标系之间的第二坐标转换关系。

4.根据权利要求3所述的一种基于无人机多传感器数据融合的林火定位方法，其特征在于，在步骤五四之后还包括步骤五五、利用直通滤波将密集点云所在雷达坐标系中沿Y轴方向的离散点云去除。

5.根据权利要求4所述的一种基于无人机多传感器数据融合的林火定位方法，其特征在于，步骤六的具体步骤包括：

步骤六一、根据红外图像数据中火点RGB特征，提取出红外图像中的火点像素，从而确定红外图像颜色信息；

步骤六二、利用第二坐标转换关系和内参矩阵将所述密集点云投影到红外图像上，根据颜色信息确定所述密集点云中的待着色点云；

步骤六三、将所述颜色信息与所述待着色点云进行关联着色，获得具有红外图像颜色信息的密集点云；

步骤六四、将具有红外图像颜色信息的密集点云进行坐标转换，获得火点在世界坐标系下的位置坐标。

6.根据权利要求5所述的一种基于无人机多传感器数据融合的林火定位方法，其特征在于，步骤六四中根据第四坐标转换关系将具有红外图像颜色信息的密集点云进行转换，获得局部坐标系下密集点云局部坐标；再根据局部坐标系与世界坐标系的关系，计算获得火点在世界坐标系下的位置坐标。