一种基于多源信息融合的高速摄影自动触发方法技术

本发明专利技术属于高速摄影近景摄影测量技术领域，涉及一种基于多源信息融合的高速摄影自动触发方法。通过实时采集飞机的气压高度、GPS高度、GPS经度、GPS纬度和无线电高度，并利用获得的摄像机的GPS高度、GPS经度和GPS纬度，不断计算飞机与摄像机的高度差和飞机与摄像机的水平距离，当高度差和水平距离同时满足条件时自动触发高速摄像机工作。提供了一种高效、低成本的高速摄影触发方法。

High speed photography automatic triggering method based on multi-source information fusion

The invention belongs to the technical field of high speed photography close range photogrammetry, and relates to an automatic triggering method of high speed photography based on multi-source information fusion. The air pressure height, real-time acquisition of aircraft GPS height, GPS GPS longitude, latitude and altitude and the use of the radio, camera GPS GPS GPS height, the longitude and latitude, we calculate aircraft and camera height difference and the horizontal distance between the camera and the plane, automatically triggering high speed camera work when the difference in height and horizontal distance to meet at the same time when conditions. The invention provides an efficient and low-cost method for triggering high speed photography.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高速摄影近景摄影测量
，涉及一种基于多源信息融合的高速摄影自动触发方法。
技术介绍
在某飞机起飞/着陆课题中，在机场起飞区与着陆区加装多台、多站点高速摄像机，通过远程触发高速摄像机获取图像信息，测量飞机起飞/着陆段的姿态、运动轨迹与速度等相关试飞参数，为飞行试验提供高精度、高采样率的测试信息。以往对高速摄像机采用人工触发模式，通过高速摄像机控制软件预先设置影像段总时间及触发时刻前后预留时间，待操作人员目视目标飞机进入摄像机视场内，操作摄像机控制软件对其进行触发并记录、存储、下载图像。针对飞行员批量训练任务，飞机数量多，两机间隔时间短，人工触发误触发概率较大，且消耗大量人力、物力。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题为：提供一种高效、低成本的高速摄影触发方法。本专利技术的技术方案为：一种基于多源信息融合的高速摄影自动触发方法，其特征为：通过实时采集飞机的气压高度、GPS高度、GPS经度、GPS纬度和无线电高度，并利用获得的摄像机的GPS高度、GPS经度和GPS纬度，不断计算飞机与摄像机的高度差和飞机与摄像机的水平距离，当高度差和水平距离同时满足条件时自动触发高速摄像机工作。作为本技术方案的一种改进，所述方法包括如下步骤：步骤一，实时采集飞机的气压高度、GPS高度、GPS经度、GPS纬度和无线电高度，并获得摄像机的GPS高度、GPS经度和GPS纬度；步骤二，根据步骤一中获得的信息计算飞机与摄像机的高度差，和飞机与摄像机的水平距离；步骤三，判断飞机与摄像机的高度差，以及飞机与摄像机的水平距离是否同时满足要求；步骤四，当飞机与摄像机的高度差，以及飞机与摄像机的水平距离同时满足要求时触发高速摄像机开始工作。作为本技术方案的一种改进，根据以下公式计算飞机与摄像机的高度差，G1＝(HW(t)+HG(t)+HF(t)+HQ(t))/4；其中，G1为飞机与摄像机的高度差，HQ(t)为气压高度，HG(t)为GPS高度，HW(t)为无线电高度，HF(t)为飞机高度。作为本技术方案的一种改进，根据以下公式计算飞机与摄像机的水平距离，q1＝WG(t)*pi/180；q2＝JG(t)*pi/180；f1＝CW(t)*pi/180；f2＝CJ(t)*pi/180；n＝a/sqrt(1-e*sin(f1)*sin(f1))；n0＝a/sqrt(1-e*sin(q1)*sin(q1))；l＝f2-q2；d＝e*(n0*sin(q1)-n*sin(f1))；xt＝(n+CG(t))*cos(f1)*sin(l)；yt＝(n+CG(t))*(sin(f1)*cos(q1)-sin(q1)*cos(f1)*cos(l))+d*cos(q1)；zt＝(a+CG(t))*(sin(f1)*sin(q1)+cos(f1)*cos(q1)*cos(l))-a-HG(t)；G3＝sqrt(yt*yt+xt*xt)；G3为飞机与摄像机的水平距离，设置pi＝3.14159、常数a＝6378137.0、地球曲率e＝0.00669438；设置中间过渡参数q1,q2,f1,f2；设置中间过渡参数n,n0,l,d；设置中间过渡参数xt、yt、zt；其中，CH(t)为摄像机的GPS高度,CJ(t)为摄像机的GPS经度,CW(t)为摄像机的GPS纬度。作为本技术方案的一种改进，根据以下方法判断飞机与摄像机的高度差是否满足条件：当高度差小于300米时，开始以5帧/秒的速度统计50次计算结果，当统计结果中有48次以上小于300米时，判定高速像机进入预触发状态1。作为本技术方案的一种改进，根据以下方法判断飞机与摄像机的水平距离是否满足条件：当水平距离小于200米时，开始以5帧/秒的速度统计50次计算结果，当统计结果中有48次以上小于200米时，判定高速像机进入预触发状态2。本专利技术的有益效果为：通常采用人工触发方式，至少需要3名工作人员，且工作强度较大，误触发概率较大，不利于保障飞行试验数据的准确性。本专利技术可以使技术人员从繁琐的重复性工作中解脱出来，在像机操作时只需1名值班人员，降低了工作强度，大大降低误触发概率，提高工作效率，可有效保障飞行试验数据的准确性和高效性。具体实施方式下面结合实施例对本技术方案做进一步详细说明。一种基于多源信息融合的高速摄影自动触发方法，其特征为：通过实时采集飞机的气压高度、GPS高度、GPS经度、GPS纬度和无线电高度，并利用获得的摄像机的GPS高度、GPS经度和GPS纬度，不断计算飞机与摄像机的高度差和飞机与摄像机的水平距离，当高度差和水平距离同时满足条件时自动触发高速摄像机工作。所述的方法通过以下步骤实现：步骤一，实时采集飞机的气压高度、GPS高度、GPS经度、GPS纬度和无线电高度，并获得摄像机的GPS高度、GPS经度和GPS纬度；步骤二，根据步骤一中获得的信息计算飞机与摄像机的高度差，和飞机与摄像机的水平距离；步骤三，判断飞机与摄像机的高度差，以及飞机与摄像机的水平距离是否同时满足要求；步骤四，当飞机与摄像机的高度差，以及飞机与摄像机的水平距离同时满足要求时触发高速摄像机开始工作。实施例如下：1)实时遥测数据提取通过网络电台，接收实时机载数据，通过数据处理软件，提取气压高度、GPS高度、GPS经度、GPS纬度、无线电高度、飞机高度等信息，分别设为HQ(t)、HG(t)、JG(t)、WG(t)、HW(t)、HF(t)，其中t为时间量。2)实时舰船数据提取通过船舶信息传输系统，实时接收并处理舰船的GPS高度、GPS经度、GPS纬度等信息，分别设置为CH(t),CJ(t),CW(t),其中t为时间量。3)高速摄像机触发时刻判据设定关键参数1，为高度参考值，设定为G1：G1＝(HW(t)+HG(t)+HF(t)+HQ(t))/4；关键参数2，为计数器，设定为G2：当G1<300米时，G2开始从零计数，然后以5帧/秒的速度计算G1，统计50次得G1值，当累计有G2的值超过48次小于300时，判定高速像机进入预触发状态1。关键参数3，为距离参考值，设定为G3当高速像机进入预触发状态后,通过程序计算船与目标飞机的水平距离设置pi＝3.14159、常数a＝6378137.0、地球曲率e＝0.00669438；设置中间过渡参数q1,q2,f1,f2；设置中间过渡参数n,n0,l,d；设置中间过渡参数xt、yt、zt；q1＝WG(t)*pi/180；q2＝JG(t)*pi/180；f1＝CW(t)*pi/180；f2＝CJ(t)*pi/180；n＝a/sqrt(1-e*sin(f1)*sin(f1))；n0＝a/sqrt(1-e*sin(q1)*sin(q1))；l＝f2-q2；d＝e*(n0*sin(q1)-n*sin(f1))；xt＝(n+CG(t))*cos(f1)*sin(l)；yt＝(n+CG(t))*(sin(f1)*cos(q1)-sin(q1)*cos(f1)*cos(l))+d*cos(q1)；zt＝(a+CG(t))*(sin(f1)*sin(q1)+cos(f1)*cos(q1)*cos(l))-a-HG(t)；G3＝s本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多源信息融合的高速摄影自动触发方法，其特征为：通过实时采集飞机的气压高度、GPS高度、GPS经度、GPS纬度和无线电高度，并利用获得的摄像机的GPS高度、GPS经度和GPS纬度，不断计算飞机与摄像机的高度差和飞机与摄像机的水平距离，当高度差和水平距离同时满足条件时自动触发高速摄像机工作。

【技术特征摘要】
1.一种基于多源信息融合的高速摄影自动触发方法，其特征为：通过实时采集飞机的气压高度、GPS高度、GPS经度、GPS纬度和无线电高度，并利用获得的摄像机的GPS高度、GPS经度和GPS纬度，不断计算飞机与摄像机的高度差和飞机与摄像机的水平距离，当高度差和水平距离同时满足条件时自动触发高速摄像机工作。2.根据权利要求1所述的一种基于多源信息融合的高速摄影自动触发方法，其特征为所述方法包括如下步骤：步骤一，实时采集飞机的气压高度、GPS高度、GPS经度、GPS纬度和无线电高度，并获得摄像机的GPS高度、GPS经度和GPS纬度；步骤二，根据步骤一中获得的信息计算飞机与摄像机的高度差，和飞机与摄像机的水平距离；步骤三，判断飞机与摄像机的高度差，以及飞机与摄像机的水平距离是否同时满足要求；步骤四，当飞机与摄像机的高度差，以及飞机与摄像机的水平距离同时满足要求时触发高速摄像机开始工作。3.根据权利要求2所述的一种基于多源信息融合的高速摄影自动触发方法，其特征为：根据以下公式计算飞机与摄像机的高度差，G1＝(HW(t)+HG(t)+HF(t)+HQ(t))/4；其中，G1为飞机与摄像机的高度差，HQ(t)为气压高度，HG(t)为GPS高度，HW(t)为无线电高度，HF(t)为飞机高度。4.根据权利要求2所述的一种基于多源信息融合的高速摄影自动触发方法，其特征为：根据以下公式计算飞机与摄像机的水平距离，q1＝WG(t)*pi/180；q2＝JG(t)*pi/180；f1＝CW(t)*pi/180；f2＝CJ(t)*pi/180；n＝a/sqrt(1-e*sin...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈贝，张建花，李宏，张杰，吴衡，
申请(专利权)人：中国飞行试验研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61