[发明专利]一种无人机视频数据处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无人机视频数据处理方法，可以用于无人机特别是微小型无人机平台，用于提高无人机视频数据与遥测数据同步精度与数据处理精度。

背景技术

目前，无人机平台作为侦查、打击的空中平台。其数据处理与相关决策由地面操作人员进行。处理的主要是无人机侦查目标、打击目标的具体位置，可能是地理位置或相对于打击火力的相对位置；这就需要通过数据处理算法获得无人机侦查目标的位置信息。而通过处理算法获得的目标位置精度决定了侦查、打击的效果。提高无人机侦查目标的定位解算精度是地面数据处理的关键。

现有技术中对无人机视频数据处理通常采用两种处理方式：

1非同帧数据方式，也即是视频数据与遥测数据采用不同的信道传输到地面进行处理；这种方式完全没有考虑数据的同步问题，地面数据处理也是按照视频数据与遥测数据的获得时刻进行同步化处理；这种处理方式会产生较大误差，因为没有考虑视频产生、压缩、解压、链路传输延时等因素。

2同帧数据方式，也即是在机载端根据视频数据与遥测数据发送给机载处理机的时刻进行打包处理；比非同帧方法其同步性有较大改善。地面数据处理是按照同步包内的视频数据与遥测数据进行同步匹配；但是该方法没有考虑视频解压所需要的时间，也没有充分利用视频数据信息。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种无人机视频数据处理方法，使得无人机视频数据与遥测数据的同步性、精度都有所提高，提升了数据质量。

本发明的技术解决方案是：

一种无人机视频数据处理方法，无人机下传的数据包括视频数据和遥测数据，遥测数据包括无人机姿态数据和载荷姿态数据，所述无人机视频数据处理方法的步骤如下：

(1)对无人机下传的视频数据进行解压得到影像数据，对每一帧影像数据进行特征点提取；

(2)对前后帧影像数据提取出来的特征点进行匹配；

(3)根据匹配之后的特征点解算前后帧影像的相对姿态；

(4)对无人机下传遥测数据中的无人机姿态数据和载荷姿态数据进行复合；

(5)对步骤(4)中得到的复合之后的数据进行滤波，

(6)将步骤(3)中得到的相对姿态和步骤(5)中滤波之后的数据进行相关配准；

(7)根据相关配准之后的结果，通过步骤(3)中得到的相对姿态对步骤(5)中滤波之后的数据进行更新处理。

所述步骤(2)中对前后帧影像数据提取出来的特征点进行匹配具体为：将前后帧影像数据中的表示同一个目标的特征点匹配组成特征点对，剔除匹配错误的特征点对。

剔除匹配错误的特征点对可以通过最小二乘估计法或者随机采样一致性估计法实现。

所述步骤(3)中根据匹配之后的特征点解算前后帧影像的相对姿态通过相对定向算法实现。

所述步骤(4)中对无人机下传遥测数据中的无人机姿态数据和载荷姿态数据进行复合具体为：

采用三维空间坐标变换的方式，将无人机姿态数据表示为旋转矩阵，将载荷姿态数据也表示为旋转矩阵，再将无人机旋转矩阵左乘载荷旋转矩阵得到的结果矩阵即为无人机姿态数据和载荷姿态数据的复合结果。

所述步骤(6)中将相对姿态和滤波之后的数据进行相关配准具体为：

先将步骤(5)中滤波之后的数据进行差分处理，之后根据相关系数法对所述差分处理之后的结果和步骤(3)中的相对姿态进行相关配准。

所述步骤(7)进行更新处理即为通过步骤(6)中相关配准的结果，根据相对姿态对步骤(5)中滤波之后的数据进行平差处理。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明方法完全采用地面处理的方式对相关数据进行处理，对无人机特别是微小型无人机提高数据处理精度有极大的改善作用。其从图像处理出发进行处理并对遥测数据进行改善，提高影像与遥测同步性以及遥测数据的观测精度；相比较与不采用同步处理或者采用简单同步处理方式数据质量有着明显的改善；也凸显了本发明的特点与优势。

附图说明

图1为本发明数据处理流程图；

图2为平差处理示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种无人机视频数据处理方法，无人机下传的数据包括视频数据和遥测数据，遥测数据包括无人机姿态数据和载荷姿态数据，如图1所示，本发明无人机视频数据处理方法的步骤如下：