1 国防科技大学空天科学学院,湖南 长沙 410073
2 图像测量与视觉导航湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
运动相机相对位姿估计是基于机载光电平台进行视觉定位的关键技术。在大倾角、小交会角等典型受限观测条件下,相机位姿估计精度易受姿态角误差和像点提取误差的影响,使目标定位精度难以满足应用需求。针对惯性测量单元测量角度随时间发生漂移,且惯性测量单元与相机安装关系标定繁琐的问题,提出了一种惯性测量单元与相机固联安装下的对地定位方法,无需标定相机和惯性测量单元之间的安装关系。首先,利用固联安装的惯性测量单元为运动相机提供相对旋转角信息;然后,根据1个相对旋转角和4个同名点估计运动相机的相对位姿;最后,采用投影矩阵交会法线-线交会出目标的空间位置。仿真和飞行实验表明,在典型受限观测条件下,所提方法定位精度优于传统定位方法,具有高精度、高效率、强鲁棒性等优点。
测量 机载光电平台 惯性测量单元 受限观测条件 位姿估计 对地定位 中国激光
2023, 50(14): 1404005
1 清华大学,自动化系,北京,100084
2 海军大连舰艇学院,舰载武器系,辽宁,大连,116018
3 海军驻西安地区舰炮军事代表室,陕西,西安,710016
为解决基于单张图像的传统无人机对地定位方法的精度不能满足精确打击作战需求的问题,本文提出一种新的无人机对地定位方法.该方法通过线性化共线条件方程建立摄像机姿态角和焦距迭代计算模型,根据非共线位置拍摄的多帧图像及至少3个可识别同名像点坐标迭代计算摄像机姿态角和焦距的精确值,然后利用多摄站前方交会法求取地面目标的三维坐标.该方法不依赖于数字高程模型(DEM)及像片内外方位元素的测量值,消除了传统无人机对地定位方法三个定位误差源中的两个,因此具有较高的定位精度.仿真与真实图像实验计算表明:摄站本身坐标误差的大小是决定对地定位精度的主要因素,当采用DGPS定位摄站时,可以获得很高的目标定位精度.
对地定位 同名点 数字高程模型 无人机 geo-location common points digital elevation model unmanned aerial vehicle