[发明专利]一种陆空一体化无人机组测量方法

权利要求书

1.一种陆空一体化无人机组测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对测量无人机进行编组，使每组无人机对平面场景进行同步采集图像；

S2、对每组无人机采集的图像进行特征点的提取和匹配；

S3、将采集的图像匹配点进行同时求解每组无人机中的相机的径向畸变参数和每组无人机中的相机之间的单应矩阵，并结合RANSAC剔除图像匹配点集中的野值，确定图像匹配内点集；

S4、通过单应矩阵分解获得每组无人机的相机坐标系之间的旋转平移关系；

S5、根据RANSAC确定的图像匹配内点集优化相机的内参数和外参数。

2.根据权利要求1所述的一种陆空一体化无人机组测量方法，其特征在于：所述S2中对图像特征点进行提取和匹配时，图像特征点≥5个。

3.根据权利要求1所述的一种陆空一体化无人机组测量方法，其特征在于：所述S3中的每组无人机所拍摄的平面场景相同，则每组无人机相机之间的单应关系如下：

其中a为比例因子，x_u和是3D平面上的点在相机中的立项投影图像点齐次坐标，不包含径向畸变；

单应矩阵H可表示为：

其中R和t分别表示某一相机到另一相机坐标系的旋转矩阵和平移向量，d是相机到3D平面的距离，N＝[n₁,n₂,n₃]^T是3D平面在相机坐标系中的单位法向量。

4.根据权利要求3所述的一种陆空一体化无人机组测量方法，其特征在于：所述单应关系公式中不包含径向畸变，采用单参数除法径向畸变模型对相机的径向畸变进行建模。

5.根据权利要求1所述的一种陆空一体化无人机组测量方法，其特征在于：所述S3中单应矩阵H和畸变参数的同时求解时，根据多个图像匹配点对同时求解单应矩阵H和径向畸变参数，获得实际图像匹配点对之间的约束方程，并将根据多个图像匹配点获得的对应约束方程堆叠成方程组，进行求解，并通过RANSAC选取最大内点解作为最终的单应矩阵和畸变参数。

6.根据权利要求1所述的一种陆空一体化无人机组测量方法，其特征在于：所述S4中的单应矩阵H分解时，首先确定单应矩阵H的尺度因子，从而确定单应矩阵H，之后将单应矩阵H分解为双相机的外参数，单应矩阵H分解使存在4中可能，根据相机的配置从多个解中判断出唯一合理的解。

7.根据权利要求1所述的一种陆空一体化无人机组测量方法，其特征在于：所述S5中根据图像匹配内点集优化相机的内参数和外参数，在非优化过程中，两个相机的主点(C_x,C_y)均固定在图像中心，利用RANSAC确定的图像匹配点集来优化其他相机参数，目标函数为最小化图像匹配点集的单应转换误差：

其中G＝g(F₁,F₂,δ₁,δ₂,R,t/d,N)，式中F₁,F₂,δ₁,δ₂,R,t/d,N是待优化的相机参数，其初值设置为通过上述步骤获得的计算值。