基于前方交会的无人机航摄影像自动定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于前方交会的无人机航摄影像自动定位方法，涉及摄影测量技术领域。本发明专利技术将全部无人机航摄影像进行相邻特征匹配，然后构建摄影测量坐标系，将全部无人机航摄影像按航向进行自动旋转，接着基于前方交会理论对全部无人机航摄影像内任一点进行定位，得到在大地坐标系下的三维坐标，最后对定位结果进行平差。本方法能够加强无人机对地目标定位的准确性与自动化程度，增强无人机对地目标定位的准确性与自动化程度，是对现有技术的重要改进。

Automatic positioning method for UAV aerial photography based on forward intersection

The invention discloses an automatic positioning method of UAV aerial photographic image based on forward rendezvous, which relates to the technical field of photogrammetry. The method matches the adjacent features of all UAV aerial photographic images, then constructs a photogrammetric coordinate system, rotates all UAV aerial photographic images automatically according to the course, then locates any point in all UAV aerial photographic images based on forward rendezvous theory, and obtains three-dimensional coordinates in the geodetic coordinate system. Then adjust the positioning results. This method can enhance the accuracy and automation of UAV's positioning of ground targets, and enhance the accuracy and automation of UAV's positioning of ground targets. It is an important improvement of the existing technology.

【技术实现步骤摘要】
基于前方交会的无人机航摄影像自动定位方法
本专利技术涉及摄影测量
，特别是指一种基于前方交会的无人机航摄影像自动定位方法。
技术介绍
目前，小型无人机对地观测系统已经成为世界各国争相研究的热点课题，并在实际应用过程中不断提升无人机对地观测系统的性能。与传统测量方法、卫星遥感和航空遥感相比，无人机遥感具有高时效、高分辨率、低成本、低损耗、低风险及可重复等诸多优势，能够在大面积区域、常规航摄困难地区和突发自然灾害地区快速获取高分辨率影像，可以更快、更高效地制作大比例尺地形图、DEM、DOM和DSM等数字产品及数字三维城市。并且快速获取的国土、资源、环境等地理信息的空间要素，已广泛应用到大比例尺地形图绘制与更新、自然灾害与地质环境勘查、土地利用动态监测、电力工程、海洋资源与环境监测、风能开发勘测、交通、军事等领域。同时，无人机在应急测绘、中小区域测绘、农村建设测绘和困难地区测绘中都发挥着重要的作用。因此，如何提高无人机大比例尺成图精度具有一定的研究价值。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种基于前方交会的无人机航摄影像自动定位方法，能够加强无人机对地目标定位的准确性与自动化程度。基于上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种基于前方交会的无人机航摄影像自动定位方法，其包括以下步骤：步骤一：利用特征匹配算法计算得到由V1变换至V2的单应性矩阵a1，利用特征匹配算法计算得到由V2变换至V3的单应性矩阵a2，按此法对V1,V2,…,Vn并行处理，最后得到a1,a2,…,an-1；其中，V1,V2,…,Vn分别为n张无人机航摄影像，n＞4，n为整数；步骤二：如(1)(2)(3)式并行计算得到Zi；其中，航摄影像图幅为C×R像素，K为非零常数，1≤i≤n-1，i为整数；步骤三：所有航摄影像按(4)式并行处理，得到处理后航摄影像；其中，(a(i),b(i))为计算机图像坐标系下的Vi内任一点坐标，(A(i),B(i))为计算机图像坐标系下的vi内对应点坐标，k0为非零常数，vi为对应处理后航摄影像，Z为Zi中个数最多的矩阵；步骤四：将Vi与对应内外方位元素像按(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)式并行处理，得到处理后航摄影像内任一点在大地坐标系下的三维坐标其中，ki为非零常数，p为像元大小，x0、y0与f为航摄影像内方位元素，ωi、与κi为Vi外方位元素，ωi、与κi分别为横滚、俯仰与偏航角；完成基于前方交会的无人机航摄影像定位。本专利技术相比
技术介绍
的优点在于：本专利技术将全部无人机航摄影像进行相邻特征匹配，然后构建摄影测量坐标系，将全部无人机航摄影像按航向进行自动旋转，接着基于前方交会理论对全部无人机航摄影像内任一点进行定位，得到在大地坐标系下的三维坐标，最后对定位结果进行平差。本方法能够加强无人机对地目标定位的准确性与自动化程度，可以增强无人机对地目标定位的准确性与自动化程度，是对现有技术的重要改进。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术做进一步的详细说明。一种基于前方交会的无人机航摄影像自动定位方法，运行于计算处理单元中，包括以下步骤：步骤一：利用特征匹配算法计算得到由V1变换至V2的单应性矩阵a1，利用特征匹配算法计算得到由V2变换至V3的单应性矩阵a2，按此法对V1,V2,…,Vn并行处理，最后得到a1,a2,…,an-1；其中，V1,V2,…,Vn分别为n张无人机航摄影像，n＞4，n为整数；步骤二：如(1)(2)(3)式并行计算得到Zi；其中，航摄影像图幅为C×R像素，K为非零常数，1≤i≤n-1，i为整数；步骤三：所有航摄影像按(4)式并行处理，得到处理后航摄影像；其中，(a(i),b(i))为计算机图像坐标系下的Vi内任一点坐标，(A(i),B(i))为计算机图像坐标系下的vi内对应点坐标，k0为非零常数，vi为对应处理后航摄影像，Z为Zi中个数最多的矩阵；步骤四：Vi与对应内外方位元素像按(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)式并行处理，得到处理后航摄影像内任一点在大地坐标系下的三维坐标其中，ki为非零常数，p为像元大小，x0、y0与f为航摄影像内方位元素，ωi、与κi为Vi外方位元素，ωi、与κi分别为横滚、俯仰与偏航角；至此，完成基于前方交会的无人机航摄影像自动定位。所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子。凡在本专利技术的精神和原则之内，对以上实施例所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于前方交会的无人机航摄影像自动定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：利用特征匹配算法计算得到由V1变换至V2的单应性矩阵a1，利用特征匹配算法计算得到由V2变换至V3的单应性矩阵a2，按此法对V1,V2,…,Vn并行处理，最后得到a1,a2,…,an‑1；其中，V1,V2,…,Vn分别为n张无人机航摄影像，n＞4，n为整数；步骤二：如(1)(2)(3)式并行计算得到Zi；其中，航摄影像图幅为C×R像素，K为非零常数，1≤i≤n‑1，i为整数；

【技术特征摘要】
1.一种基于前方交会的无人机航摄影像自动定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：利用特征匹配算法计算得到由V1变换至V2的单应性矩阵a1，利用特征匹配算法计算得到由V2变换至V3的单应性矩阵a2，按此法对V1,V2,…,Vn并行处理，最后得到a1,a2,…,an-1；其中，V1,V2,…,Vn分别为n张无人机航摄影像，n＞4，n为整数；步骤二：如(1)(2)(3)式并行计算得到Zi；其中，航摄影像图幅为C×R像素，K为非零常数，1≤i≤n-1，i为整数；步骤三：所有航摄影像按(4)式并行处理，得到处理后航摄影像；...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡永江，张岩，李建增，张玉华，李爱华，褚丽娜，赵月飞，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：河北,13