[发明专利]一种基于无人机图像计算像素点高斯坐标方法及系统

说明书

本发明提供一种基于无人机图像计算像素点高斯坐标方法及系统，系统包括：利用预置无人机拍摄图片；获取已知点；对无人机相机进行标定；利用PNP处理相机的内参、径向畸变参数及切向畸变参数及特征点的像素点及高斯坐标点，以得到初始计算结果；处理初始计算结果，以获取特征矩阵数据；三轴旋转相机坐标以得到世界坐标平行坐标系，以得到旋转向量及平移向量；根据旋转向量求取相机坐标系下的三坐标旋转角，处理三坐标旋转角、旋转向量及平移向量，以得到相机坐标；利用预置逻辑关系处理获取目标点与相机间射线，据以处理得到目标点高斯坐标。本发明解决了远距离观测误差大以及特殊地形区域观测困难的技术问题。

技术领域

本发明涉及计算机信息系统的视觉工程领域，具体涉及一种基于无人机图像计算像素点高斯坐标方法及系统。

背景技术

在灾难救援、农业、测绘、电力巡检以及军用侦察机等等领域中都出现无人机身影，随着无人机在各行各业中被普遍使用，极大的拓展了无人机本身用途，而多数领域中使用场景最多的要数无人机挂载相机。无人机通常挂载CCD相机、红外相机，在典型的三维建模场景下，无人机挂载CCD相机录制，最后渲染成三维模型。

当前市面上的目标点坐标定位技术多数采用测距仪，通过测量点到目标点的距离、方位角、俯仰角计算目标点坐标，此场景需要测量点与目标点之间通视，且距离越远误差越大。公告号为CN113804165A的现有发明专利《一种无人机模拟GPS信号定位方法和装置》具体包括：S1、在地面上以预设方式设置多个可识别标志点；S2、对单目相机进行标定，并采集地面所述多个可识别标志点的双帧图像；S3、对所采集的双帧图像进行差分处理，并提取地面图像的二维坐标点；S4、通过PNP算法计算出所述单目相机相对地面的多个可识别标志点的位置与姿态；S5、将位置信息转化为经纬度、海拔信息；S6、将包含经纬度、海拔信息的模拟NMEA0183协议GPS信号发送到所述系留无人机。从该现有专利的说明书中可知，该现有专利采用了solvePnP()函数及三角形相似理论与余弦定理进行三维坐标的定位，但其并未公开本申请采用的旋转矩阵提取、平移矩阵以及利用图像信息获取两条射线相交于一点或者取两条射线距离最近点，作为目标点高斯坐标的技术方案，与本申请存在显著区别，且无法解决现有技术中远距离观测误差大的缺陷。

综上，现有技术存在远距离观测误差大以及特殊地形区域观测困难的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何解决远距离观测误差大以及特殊地形区域观测困难的技术问题。

本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种基于无人机图像计算像素点高斯坐标方法包括：

S1、利用预置无人机通过不同角度拍摄目标区域，以得到不少于2份的图像数据，并录制视频；

S2、从所述图像数据中提取不少于2个的特征点，据以处理得所述特征点的像素点及高斯坐标点；

S3、获取标定图片，以预置相机标定工具处理所述标定图片，以获取所述相机的内参、径向畸变参数及切向畸变参数，据以对所述相机进行标定操作；

S4、利用PNP处理所述所述相机的内参、径向畸变参数及切向畸变参数及所述特征点的像素点及高斯坐标点，以得到初始计算结果；

S5、处理所述初始计算结果，以获取特征矩阵数据；

S6、根据所述特征矩阵数据处理得到相机坐标系的三轴旋转欧拉角，据以三轴旋转所述相机坐标以得到世界坐标平行坐标系，以得到旋转向量及平移向量；

S7、根据所述旋转向量求取相机坐标系下的三坐标旋转角，处理所述三坐标旋转角、所述旋转向量及所述平移向量，以得到相机坐标；

S8、利用预置逻辑关系处理获取目标点与相机间射线，据以处理得到目标点高斯坐标。