[发明专利]提升机坪综合航迹监视数据精度的方法、装置及系统有效

专利信息
申请号: 202110287481.9 申请日: 2021-03-17
公开(公告)号: CN112927565B 公开(公告)日: 2022-05-20
发明(设计)人: 姚辉;王凯;高勇;唐墨臻 申请(专利权)人: 中国民用航空总局第二研究所
主分类号: G08G5/00 分类号: G08G5/00;G06T7/73;G06T7/246;G06V20/52;G06V20/40;G06V10/82;G06K9/62
代理公司: 北京智燃律师事务所 11864 代理人: 柴琳琳
地址: 610041 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 提升 综合 航迹 监视 数据 精度 方法 装置 系统
【权利要求书】:

1.一种提升机坪综合航迹监视数据精度的方法,其特征在于,包括如下步骤:

基于智能视频分析,获取机坪区域中的飞机在视频图像中的像素坐标;

确定像素坐标与经纬度坐标的转换关系;依据所述转换关系,将飞机在视频图像中的像素坐标转换为航迹监视系统使用的经纬度坐标;

将所述经纬度坐标接入已有的航迹数据进行数据融合,获得综合航迹数据,基于所述综合航迹数据,对机坪内的飞机进行实时监视;

所述转换关系通过如下方式确定:

将所述经纬度坐标和高度坐标转换为第一单应形式m3,将所述像素坐标转化为第二单应形式m4,将同一位置的经纬度坐标m3和像素坐标m4对应形成一个点对;

从所述第一单应形式m3中随机取出4个点;同时,对应地从所述第二单应形式m4中获得4个点,形成4个点对;其中,所述第一单应形式m3中的4个点中任意三点不共线;

基于所述4个点对,将第一单应形式m3中经纬度坐标和高度坐标转化到空间直角坐标系下,假设对应的空间直角坐标系原点为O,三个坐标轴分别为X,Y,和Z;

利用单应映射实现第二单应形式m4像素坐标平面到第一单应形式m3的XOY平面的映射关系,得到像素坐标与XOY平面投影之间转换关系的单应矩阵H1

利用单应映射实现第二单应形式m4像素坐标平面到第一单应形式m3的XOZ平面的映射关系,得到像素坐标与XOZ平面投影之间转换关系的单应矩阵H2

所述依据所述转换关系,将飞机在视频图像中的像素坐标转换为航迹监视系统使用的经纬度坐标包括:

利用图像智能视频分析方法,获取机坪区域目标的像素坐标位置;将像素坐标位置分别乘以像素坐标与XOY平面投影之间转换关系的单应矩阵H1和像素坐标与XOZ平面投影之间转换关系的单应矩阵H2,得到像素坐标在XOY平面和XOZ平面的坐标值;

利用空间直角坐标和大地坐标的转化关系,得到像素坐标对应的经度、纬度和高度值。

2.根据权利要求1所述的提升机坪综合航迹监视数据精度的方法,其特征在于,所述像素坐标与XOY平面投影之间转换关系的单应矩阵H1、像素坐标与XOZ平面投影之间转换关系的单应矩阵H2通过如下方式计算:

步骤31,通过最小二乘法或矩阵奇异值分解计算备选单应矩阵,对像素坐标中的每个点,与所述备选单应矩阵作积,与经纬度坐标中测量值的偏差小于threshold的点的个数记为goodCount,其中threshold为经纬度误差阈值;

步骤32,如果goodCount大于预先设置的maxGoodCount,则更新maxGoodCount的值为goodCount,并根据如下公式计算需要迭代的次数iters:

其中,p取0.95到1之间的值,其中,count为m3中点的总数;

步骤33,当前迭代次数curIters加1,判断curItersiters是否成立;

若是,则返回执行步骤31和步骤32;

若否,则退出循环,将本次得到的备选单应矩阵作为像素坐标与XOY平面投影之间转换关系的单应矩阵H1或像素坐标与XOZ平面投影之间转换关系的单应矩阵H2

3.根据权利要求2所述的提升机坪综合航迹监视数据精度的方法,其特征在于,所述步骤31中,经纬度误差阈值threshold为0.1-0.3。

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