[发明专利]基于在线标校的无人机遥测参数修正方法

摘要

本发明公开了一种基于在线标校的无人机遥测参数修正方法，属于数字视频图像处理技术领域。该方法首先依据无人机的飞行高度和焦距等信息安设地面控制点，在按照规划的航路进行飞行并对得到的图像进行筛选从而获取具有代表性的少量图像数据，之后对得到的图像根据空间后方交会的思想进行无人机各个遥测参数的误差分析，从而得到相应的误差预测模型。本发明利用在线标校的思想得到了建立误差预测模型所需的图像数据，从而得到无人机各遥测参数的预测模型，对各个遥测参数进行修正。这可以使之后利用无人机的遥测参数进行操作的步骤提高一定的精度。

主权项

一种基于在线标校的无人机遥测参数修正方法，包括以下几个步骤：第一步，根据地面控制点的分布情况进行航线规划；根据地面控制点的分布情况，令无人机对包含至少4个地面控制点的地区进行持续拍摄，获取在无人机多角度的情况下的拍摄图像；第二步，图像选取并记录相应的遥测信息；从规划航带所获得的图像中选取用户设定角度的多幅图像，具体为：从图像序列中每隔一定帧数获取一帧图像；同时记录获取的每帧图像对应时刻的飞机遥测信息，飞机遥测信息包括飞机的经度、纬度、高度、飞机俯仰角、飞机横滚角、飞机航向角、平台高低角和平台方位角；第三步，获得控制点的像素坐标；根据地面控制点，获取其对应的图像像素坐标；第四步，基于空间后方交会的误差分析；利用图像相应的飞机遥测参数作为初始值，根据共线方程列出误差方程式，利用多个控制点得到多组误差方程式，并根据最小二乘法得到法方程，求得无人机遥测参数的改正数；第五步，根据多幅图像得到的误差进行误差预测模型建立；具体的：1)无人机经纬度和高度的误差预测误差预测公式为：其中：Xs，Ys，Zs，表示最终修正后的参数值；其中，ΔXs,ΔYs,ΔZs表示各个参数最终结果的改正数；其中分别表示误差预测模型的常数项，a11～a33分别表示预测模型各个参数的系数；对于ΔXs写成矩阵形式为：ΔXs＝AX式中：A＝[1 Xs Ys Zs]其中：A为系数矩阵，X为待求改正数矩阵；则利用n幅图像，得到关于ΔXs的n个方程，分别表示为用矩阵表示为：ΔXs＝AX其中：A＝[A1 A2 … An]T从而根据最小二乘法，列出法方程ATAX＝ATΔXs则未知数的向量解为：X＝(ATA)‑1ATΔXs同理求出ΔYs和ΔZs的未知数系数，从而得到关于无人机经纬度和高度在大地坐标系下的误差补偿公式：其中：Xs0,Ys0,Zs0表示各个参数的初始值；2)无人机和平台姿态的误差补偿计算无人机的姿态角误差预测公式为：其中：ω2,k2表示最终修正后的参数值；其中，Δω2,Δκ2表示各个参数最终结果的改正数；分别表示误差预测模型的常数项，b11～b33分别表示预测模型各个参数的系数；利用n幅图像，分别对Δω2、Δκ2列出n个方程，得到法方程，求出未知数，从而得到ω2、κ2的补偿公式：其中：ω20,k20表示各个参数的初始值；对于平台姿态角，设其误差预测公式为：其中：ω1,k1表示最终修正后的参数值；其中，Δω1Δκ1表示各个参数最终结果的改正数；利用n幅图像，分别对Δω1、Δκ1列出n个方程，得到法方程，求出未知数，从而得到ω1、κ1的补偿公式：其中：ω10,k10表示各个参数的初始值，分别表示误差预测模型的常数项，c11～c25分别表示预测模型各个参数的系数；当采取的图像数量较少的情况下，将误差预测公式中的常数项I作为预测误差进行补偿：当采取的图像数量较多的情况下，利用误差预测公式进行补偿；