[发明专利]一种空中光电测量平台目标定位方法

摘要

本发明公开了一种空中光电测量平台目标定位方法，通过在地平面上放置两个信标，两个信标的中心位置各放置一个GPS接收装置，定位出其在大地坐标系中的坐标，被测目标分布在两个信标的附近。首先通过空中光电平台采集地平面上信标和被测目标图像，利用两个合作信标解算光电平台相对于大地坐标系的转换关系；然后利用地平面为水平平面的假设，解算出被测目标在大地坐标系中的坐标。本发明所述方法不需要激光测距仪、惯性姿态测量系统，只需要在地平面上布置两个合作信标。本发明所述方法测量方式简单，测量精度相比传统方法提高一个数量级以上，同时具有较小的运算量，有利于硬件系统实现，减少了空中光电平台的体积和重量。

主权项

1.一种空中光电测量平台目标定位方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤1、在被测目标落点附近的地平面上按照一定的布点要求放置两个信标，信标上安装GPS测量装置，可以实时通过无线传输的方式将其中心大地坐标发送到空中光电测量设备上；所述信标，用作合作目标源，光电测量设备对其成像获取每个信标中心在图像上的位置；所述按照一定的布点要求放置两个信标，保证光电测量平台对其成像时，两个信标的在图像上的投影距离超过1/3视场，以提高测量精度；/n步骤2、空中光电设备采集地平面信标和被测目标图像，保证两个信标和被测目标同时在视场中；/n步骤3、对采集到的图像采用自适应图像分割方法进行二值化；/n步骤4、提取全局图像中所有目标和信标点在图像中的质心坐标；/n步骤5、利用小孔线性成像模型建立空间任意一点和成像平面点之间的映射关系，即完成像平面坐标系与世界坐标系之间的变换；所述像平面坐标系，其原点定于图像矩阵的左上角，其坐标单位为像素，水平向右为x轴，垂直向下为y轴；所述世界坐标系也称绝对坐标系，该坐标系以其中一个信标为坐标原点，z轴指向正北方向，x轴由原点指向天顶方向，y与z和x组合起来构成的右手坐标系；/n步骤6、根据两个信标在图像坐标系、大地坐标系中的坐标以及相机光学中心的大地坐标，计算相机坐标系和世界坐标系之间的旋转矩阵R以及平移向量T，其中，/n所述相机坐标系是指原点位于相机的光学中心，相机的光轴为z轴，x轴和y轴分别和图像坐标系的x轴和y轴方向相同；/n所述旋转矩阵R描述了两个坐标系之间角度变换关系；/n所述平移向量T描述了两个坐标系之间位移变换关系；/n相机坐标系C和世界坐标系W之间的变换关系可以按照(2)式来描述，/nC＝RW+T (2)/n步骤7、根据图像坐标系以及世界坐标系之间的变换关系，利用地平面为水平平面假设，将被测目标在二维图像中的坐标反投影到三维世界坐标系中坐标；/n步骤8、将被测目标在世界坐标系中坐标转换为大地坐标系中坐标。/n