[发明专利]一种面向地震应急响应的无人机遥感影像快速定位方法

权利要求书

1.一种面向地震应急响应的无人机遥感影像快速定位方法，其特征在于，

包括：

A输入无人机高空间分辨率序列影像和位置姿态参数得到影像定位的外方位元素；

B采用世界文件形式进行无人机遥感影像数据快速定位，将序列影像的外方位元素转换为世界文件所需要的位置、转角定义形式，确定影像初始位置；

C将所初始定位的无人机遥感影像轮廓图与参考影像进行匹配叠加；

D根据轮廓图和参考影像数据匹配叠加结果，采用整体误差改进和旋转变换补偿进行修正，得到序列影像快速定位结果；

无人机遥感影像直接定位模型依据相机曝光时刻的位置姿态数据建立，具体如下：

其中，[′,y′]^T为原始影像地理定位后具有的空间坐标；[,y]^T原始影像像素坐标，为无量纲；λ为缩放系数，其为影像的空间分辨率；θ为无人机飞行过程中的传感器绕主光轴旋转角度；T为平移矩阵，Tx为沿x方向上的平移量，Ty为沿y方向上的平移量；

无人机遥感影像直接定位模型转换为世界文件辅助栅格影像数据快速定位的方法，转换后的栅格影像快速定位模型，具体如下：

其中，[x′,y′]^T为地理参考后遥感影像数据地理坐标；[x,y]^T为遥感影像原始像素坐标；A为x方向的空间比例尺，B、D为旋转因子；E为y方向的空间比例尺，为负值；C、F分别为影像左上角x、y方向上的空间坐标；对于旋转因子、空间比例尺可以由公式(2)推导获取其具体的表达形式。

2.根据权利要求1所述的面向地震应急响应的无人机遥感影像快速定位方法，其特征在于，影像匹配叠加方法采用高斯概率模型进行误匹配角点剔除；待配准影像上特征点到参考影像对应角点距离为D_i(i＝1，2...n)，在一般情况下，所有匹配特征点间的距离近似相等，其距离分布应该满足高斯正态分布；设匹配角点之间距离均值为μ，方差为σ，按照正态分布规律，样本落在区间[μ-σ,μ+σ]、[μ-2σ,μ+2σ]及[μ-3σ,μ+3σ]的概率分别是：68.3％，95.5％及99.7％；在匹配特征点距离超出置信区间的特征予以剔除。

3.根据权利要求1所述的面向地震应急响应的无人机遥感影像快速定位方法，其特征在于，所述无人机遥感影像初始定位结果依据影像叠加匹配结果进行整体位置修正和旋转误差补偿，具体如下：

(X_i,Y_i)为无人机影像上第i个特征点快速定位后地理坐标，(X′_i,Y_i′)为无人机影像与参考影像配准后，获取的地理坐标；

Δx＝-w/2×cosθ-h/2×sinθ+w/2

Δy＝w/2×sinθ-h/2×cosθ-h/2            (5)

Δx、Δy分别为中心旋转相对于左上角旋转影像数据x、y方向上的误差补偿，θ为影像数据的旋转角度，w为原始影像的宽，h为原始影像的高度，平移量与旋转角度及影像的宽度、高度有关。