中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院陈栋获国家专利权
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龙图腾网获悉中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院申请的专利基于畸变校准和匹配DEM的目标高精度定位方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120543659B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510620868.X,技术领域涉及:G06T7/80;该发明授权基于畸变校准和匹配DEM的目标高精度定位方法是由陈栋;田宗浩;凌冲;陈凯;王书宇;石胜斌设计研发完成,并于2025-05-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于畸变校准和匹配DEM的目标高精度定位方法在说明书摘要公布了:本发明的一种基于畸变校准和匹配DEM的目标高精度定位方法,包括S1、相机安装到无人机平台后,将整个成像系统与载体平台作为系统进行测试,在室内进行初步统计标定,确定每个像素点的畸变率;S2、建立图像坐标系到地理坐标系的转换关系,将相机视场角、焦距以及分辨率内容与地面拍摄视场范围进行坐标转换和解算;S3、对无人机、相机、图像关系进行变换;S4、加载基于经纬度信息的高程DEM数据,确定目标点的高程;S5、结合室外标定对系统误差进行统计分析,求解经纬度过程增加系统误差补偿量;S6、基于S3、S4及S5求得目标的高精度位置信息。本发明可极大降低目标定位难度,并充分利用相机内参和DEM数据达到减少云台负载、降低成本和操作难度的效果。
本发明授权基于畸变校准和匹配DEM的目标高精度定位方法在权利要求书中公布了:1.一种基于畸变校准和匹配DEM的目标高精度定位方法,其特征在于,包括以下步骤, S1、相机安装到无人机平台后,将整个成像系统与载体平台作为系统进行测试,在室内进行初步统计标定,确定每个像素点的畸变率; S2、基于S1建立图像坐标系到地理坐标系的转换关系,将相机视场角、焦距以及分辨率内容与地面拍摄视场范围进行坐标转换和解算; S3、基于S2对无人机、相机、图像关系进行变换; S4、加载基于经纬度信息的高程DEM数据,确定目标点的高程; S5、结合室外标定对系统误差进行统计分析,求解经纬度过程增加系统误差补偿量; S6、基于S3、S4及S5求得目标的高精度位置信息; 步骤S1包括以下步骤, Step1:调节飞机姿态和云台姿态,使相机对正图卡,保证图卡充满视场,拍摄图像; Step2:将拍摄的图像导入Imatest软件,自动检测图像特征点,计算图像畸变系数; Step3:利用畸变率,通过反向变换将畸变后的像素映射到理想坐标系,计算每个像素的位移量作为畸变程度,得到像素阵列畸变表; 步骤S3具体包括, 假设无人机和相机保持刚体连接,则相机和无人机之间的距离偏差忽略不计,用无人机自身姿态位置信息代替相机位置信息,其中,为经度坐标,为纬度坐标,为高程数据,并且飞机朝向为以正北为0°,偏航角°,相机俯视姿态角°即俯仰角,则可解算图像中心与视场中心位置关系如下, 则相机在大地坐标系下投影距离视场中心距离: 根据飞机朝向可确定视场中心点的经纬度: 式中,R为地球平均半径;为视场中心点经度坐标,为视场中心点维度坐标,°为偏航角,为相机在大地坐标系下投影距离视场中心距离; 上述位置关系确定后,在此姿态下拍摄目标区域图像,则图像中心点经纬度坐标已知,此时在图像中确定目标点M在图像坐标系中像素点的坐标位置; 假设图像像素为W×H,其中,W为图像行像素点个数,H为图像列像素点个数;M点在图像中的像素坐标位置为i,j,像元尺寸为Wpix,Hpix,其中,Wpix为行单个像元尺寸,Hpix为列像元尺寸;传感器焦距为f,视场角为,其中为行方向相机视场角,为列方向相机视场角,则对应i和j方向的视场偏差距离光轴的角度为: 其中为目标在行方向的偏移角度,为相机在列方向的偏移角度; 则W和H方向距离中心的距离分别为: 其中, 对于探测器,利用视场角和焦距对像元尺寸大小进行解算,假设图像像素为W×H,行方向视场角为,列方向视场角为,f为相机焦距,则每个像元大大小为: 则测定目标点与视场中心点的距离偏差为: 其中,DWi和DHj分别为目标点到行和列坐标轴的像素距离,则其转换到大地坐标系下; 则,目标点M转换到大地坐标下的经纬度为: 其中为无人机云台偏航角。
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