CN114494423B - 一种无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法及系统 - Google Patents
一种无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法及系统 Download PDFInfo
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- CN114494423B CN114494423B CN202210357800.3A CN202210357800A CN114494423B CN 114494423 B CN114494423 B CN 114494423B CN 202210357800 A CN202210357800 A CN 202210357800A CN 114494423 B CN114494423 B CN 114494423B
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Abstract
本申请涉及测量距离技术领域,提供了一种无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法、系统、计算机可读存储介质和电子设备,该无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法包括:首先基于构建的坐标转换模型,对目标点的机载坐标进行转换,得到目标点的地理坐标;其中,目标点为目标物体在图像中的位置;图像是无人平台载荷的传感器获取的;然后,根据目标点的地理坐标和获取的无人平台载荷的地理坐标,确定第一距离L;其中,第一距离L为目标物体在水平地面上的投影点与无人平台载荷在水平地面上的投影点之间的水平方向距离;最后,根据第一距离L,以及无人平台载荷的经纬度,计算目标物体的经纬度,藉此,提高了目标物体定位的精度。
Description
技术领域
本申请涉及测量距离技术领域,特别涉及一种无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法、系统、计算机可读存储介质和电子设备。
背景技术
随着无人机技术的快速发展,无人机常用于军事侦察、资源勘测、空间遥感、抢险救灾等任务,并在执行任务过程中发挥重要作用。在执行上述任务过程中,无人机通常需要收集目标物体的位置信息,无人机的目标定位方法是无人机应用的一项基础功能,在工程上受到广泛的关注。
目前,常用的无人机定位方法有光电测量法、GPS测量法、被动声定位法、雷达法,例如中国专利申请CN112116651A公开了一种基于无人机单目视觉的地面目标定位方法,其通过GPS获取地面目标在每帧无人机单目视觉图像中的位置,基于图像中的位置,采用视场角计算地面目标的真实坐标,然而,采用该方法进行目标物体时,随着飞行角度的变化,定位误差不断累积,导致目标物体的定位精度不高。
因此,需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
本申请的目的在于提供一种无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法、系统、计算机可读存储介质和电子设备,以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的,本申请提供如下技术方案:
本申请提供了一种无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法,该方法包括:
基于构建的坐标转换模型,对目标点的机载坐标进行转换,得到所述目标点的地理坐标;其中,所述目标点为目标物体在图像中的位置;所述图像是所述无人平台载荷的传感器获取的;
根据所述目标点的地理坐标和获取的所述无人平台载荷的地理坐标,确定第一距离L;其中,所述第一距离L为所述目标物体在水平地面上的投影点与所述无人平台载荷在所述水平地面上的投影点之间的水平方向距离;
根据所述第一距离L,以及所述无人平台载荷的经纬度,计算所述目标物体的经纬度。
优选地,所述坐标转换模型由如下步骤构建:
分别建立地理坐标系与机体坐标系;
根据所述地理坐标系与所述机体坐标系之间的位置关系,确定所述无人平台载荷的飞行姿态;
根据所述无人平台载荷的飞行姿态,构建所述坐标转换模型。
优选地,所述根据所述目标点的地理坐标和获取的所述无人平台载荷的地理坐标,确定第一距离L,具体为:
根据所述目标点与所述无人平台载荷的横坐标差值,以及所述目标点与所述无人平台载荷的纵坐标差值,确定第二距离l;其中,所述第二距离l为所述无人平台载荷在所述目标点所在平面的投影点与所述目标点之间的水平方向距离;
根据所述第二距离l、所述无人平台载荷的飞行高度、所述目标物体距离所述水平地面的高度,确定所述第一距离L。
优选地,按照公式:
计算得到所述第一距离L;
式中,L表示所述第一距离;H表示所述无人平台载荷的飞行高度;表示所述目标点与所述无人平台载荷的横坐标差值;表示所述目标点与所述无人平台载荷的纵坐标差值;表示所述目标点的地理坐标的高度;ho表示所述目标物体距离所述水平地面的高度。
优选地,所述根据所述第一距离L,以及所述无人平台载荷的经纬度,计算所述目标物体的经纬度,具体为:
根据所述目标点的地理坐标和所述无人平台载荷的地理坐标,确定所述目标点与所述无人平台载荷的方位角;
根据所述第一距离L,以及,所述目标点与所述无人平台载荷的方位角,分别确定所述第一距离L在经度方向的分量和所述第一距离L在纬度方向的分量;
根据所述第一距离L在经度方向的分量和所述第一距离L在纬度方向的分量,以及所述无人平台载荷的经纬度,计算所述目标物体的经纬度。
优选地,所述根据所述第一距离L在经度方向的分量和所述第一距离L在纬度方向的分量,以及所述无人平台载荷的经纬度,计算所述目标物体的经纬度,具体为:
根据所述无人平台载荷的经纬度、地球的极半径以及赤道半径,确定所述无人平台载荷所在位置的纬度方向的变换半径;
根据所述无人平台载荷所在位置的纬度方向的变换半径,确定所述无人平台载荷所在的纬度圈半径;
根据所述第一距离L在经度方向的分量、所述第一距离L在纬度方向的分量、所述无人平台载荷所在位置的纬度方向变换半径长度、所述无人平台载荷所在的纬度圈半径,计算所述目标物体的经纬度。
本申请实施例还提供一种无人平台载荷非中心目标经纬度定位系统,该系统包括:
坐标转换单元,配置为:基于构建的坐标转换模型,对目标点的机载坐标进行转换,得到所述目标点的地理坐标;其中,所述目标点为目标物体在图像中的位置;所述图像是所述无人平台载荷的传感器获取的;
地理距离计算单元,配置为:根据所述目标点的地理坐标和获取的所述无人平台载荷的地理坐标,确定第一距离L;其中,所述第一距离L为所述目标物体在水平地面上的投影点与所述无人平台载荷在所述水平地面上的投影点之间的水平方向距离;
经纬度计算单元,配置为:根据所述第一距离L,以及所述无人平台载荷的经纬度,计算所述目标物体的经纬度。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序为上述任一所述的无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法。
本申请实施例还提供一种电子设备,包括:存储器、处理器、以及存在所述存储器中并可在所述处理器上运行的程序,所述处理器执行所述程序时实现如上述任一所述的无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法。
有益效果:
本申请中,首先基于构建的坐标转换模型,对目标点的机载坐标进行转换,得到目标点的地理坐标;其中,目标点为目标物体在图像中的位置;图像是无人平台载荷(例如无人机)的传感器获取的;然后,根据目标点的地理坐标和获取的无人平台载荷的地理坐标,确定第一距离L;其中,第一距离L为目标物体在水平地面上的投影点与无人平台载荷在水平地面上的投影点之间的水平方向距离;最后,根据第一距离L,以及无人平台载荷的经纬度,计算目标物体的经纬度。如此,根据无人平台载荷的位置信息(地理坐标、经纬度),得到目标物体准确的经纬度,提高了目标物体定位的精度。
根据目标物体在水平地面上的投影点与无人平台载荷在水平地面上的投影点之间的水平方向距离,即第一距离L,既能够计算无人机图像中心点对应的目标物体的经纬度,也可以计算无人机图像中任意一点所对应的目标物体的经纬度,大大提高了该目标定位方法的适用性。
根据无人平台载荷的位置信息、无人平台载荷的飞行姿态,以及,目标物体在无人机图像中的目标点的地理坐标,确定目标物体的位置(经纬度),无需额外配备无人机到目标物体距离的测量仪器,减轻了无人平台载荷的飞行负担,增加了无人平台载荷的续航能力。
本申请所提供的目标物体定位方法计算简单,对处理器的算力需求低,能够在多种无人平台载荷的控制系统芯片中使用,提高了目标物体定位方法的计算效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。其中:
图1为根据本申请的一些实施例提供的无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法的流程示意图;
图2为根据本申请的一些实施例提供的无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法的技术流程图;
图3为根据本申请的一些实施例提供的机体坐标系与地理坐标系的相互关系示意图;
图4为根据本申请的一些实施例提供的根据目标点B的地理坐标确定第一距离L的原理示意图;
图5为根据本申请的一些实施例提供的无人平台载荷非中心目标经纬度定位系统的结构示意图;
图6为根据本申请的一些实施例提供的电子设备的结构示意图;
图7为根据本申请的一些实施例提供的电子设备的硬件结构。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。各个示例通过本申请的解释的方式提供而非限制本申请。实际上,本领域的技术人员将清楚,在不脱离本申请的范围或精神的情况下,可在本申请中进行修改和变型。例如,示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例,以产生又一个实施例。因此,所期望的是,本申请包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
示例性方法
图1为根据本申请的一些实施例提供的无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法的流程示意图;图2为根据本申请的一些实施例提供的无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法的技术流程图;图3为根据本申请的一些实施例提供的机体坐标系与地理坐标系的相互关系示意图;图4为根据本申请的一些实施例提供的根据目标点B的地理坐标确定第一距离L的原理示意图;如图1、图2、图3、图4所示,该无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法包括:
步骤S101、基于构建的坐标转换模型,对目标点B的机载坐标进行转换,得到目标点B的地理坐标;其中,目标点B为目标物体B’’在图像中的位置;图像是无人平台载荷的传感器获取的。
本申请实施例中,无人平台载荷指的是无人驾驶飞行器,比如,无人平台载荷可以是无人机,进一步地,无人平台载荷可以是四旋翼无人机。四旋翼飞行器机动性强、应用范围广,能够垂直起降并悬停,常用于执行侦察、抢险救灾等任务,对目标物体定位算法需求较为迫切,下面以四旋翼无人机为例进行技术方案说明。
本申请实施例中,目标点B为目标物体B’’在图像中的位置,该图像是无人平台载荷的传感器获取的,其中,传感器可以是无人机上搭载的图像传感器,比如相机。
具体地,相机为光学传感器。如图3所示,根据光学成像原理,目标物体B’’反射的光线经过相机的透镜中心点,在成像平面AA’上投影,该投影点即为无人机图像中目标物体B’’的位置,即目标点B。
在一些可选实施例中,坐标转换模型由如下步骤构建:分别建立地理坐标系与机体坐标系;根据地理坐标系与机体坐标系之间的位置关系,确定无人平台载荷的飞行姿态;根据无人平台载荷的飞行姿态,构建坐标转换模型。
首先,分别建立地理坐标系与机体坐标系。具体地,将无人机看作一个质点,则无人机及其搭载的相机位于同一个点上。以无人机所在的位置为原点,分别建立地理坐标系Og-XgYgZg和机体坐标系O-XYZ。其中,地理坐标系Og-XgYgZg中,原点Og为无人机所在的位置,Xg轴为地理正北方向,Zg轴为垂直地面向下方向,Yg轴为根据Xg轴、Zg轴按照右手定则确定的方向。机体坐标系O-XYZ根据无人机的飞行姿态确定,符合右手定则,其中,原点O为相机(无人机)所在位置,在本应用场景中,O与Og重合于一点,X轴指向无人机前进方向,Y轴由原点O指向无人机的右侧,根据X轴、Y轴按照右手定则确定Z轴方向。
然后,根据地理坐标系与机体坐标系之间的位置关系,确定无人平台载荷的飞行姿态。具体而言,无人机的飞行姿态可以用偏航角γ、俯仰角θ以及翻滚角φ表示,则偏航角γ为机体坐标系的OX轴在地理坐标系的OgXgYg平面上的投影与OgXg轴的夹角;俯仰角θ为机体坐标系的OX轴与OgXgYg平面的夹角;翻滚角φ为无人机对称面绕机体中心线旋转的角度。无人机飞行过程中,上述飞行姿态也可以由搭载在无人机上的陀螺仪测量得到。
最后,根据无人平台载荷的飞行姿态,构建坐标转换模型。具体来说,根据无人机的飞行姿态,建立由机体坐标系转换为地理坐标系的转换模型;其中,由地理坐标系向机体坐标系的转换矩阵用公式(1)表示,公式(1)如下:
式中,R 1 表示由地理坐标系向机体坐标系的转换矩阵;φ为翻滚角;θ为俯仰角;γ为偏航角。
对于四旋翼无人机,根据其飞行特点,可以不考虑翻滚角,则由地理坐标系向机体坐标系的转换矩阵R 1 可以进一步简化为公式(2),公式(2)如下:
设(x,y,z)为机体坐标系下的坐标(即机载坐标),(x g ,y g ,z g )为地理坐标,则根据公式(2),地理坐标转换为机载坐标的计算方法用公式(3)表示,公式(3)如下:
则机体坐标系转换为地理坐标系的坐标转换模型可以用公式(4)表示,公式(4)如下:
通过坐标转换模型,即公式(4),能够将无人机图像中的任意点从机载坐标转换为地理坐标。
实际应用时,如图3所示,B为目标点;O为无人机上的相机透镜中心,作为地理坐标系和机体坐标系的原点;AA’为成像平面,根据光学成像原理,现实世界中的目标物体B’’经过相机的透镜中心,投影到成像平面AA’后得到无人机影像;O’为从目标点B向地理坐标系的Zg轴作垂线得到的垂足,表示目标点B到地理坐标系Zg轴的水平方向距离;OO’为目标点B在地理坐标系下的高度;OO’’为无人机距离水平地面的高度;OP为机体坐标系的X、Y轴所在平面,与无人机的飞行姿态相关;OM为地理坐标系下无人机所在的水平面;OZ为机体坐标系的Z轴;OZg为地理坐标系的Zg轴;B’’为目标物体B’’;B’为目标物体B’’与相机的透镜中心O的连线在水平地面上的交点。
具体实施时,每一幅无人机图像由多个像素组成,每个像素用行列号进行定位。可以理解地,无人机所在位置在无人机图像中的投影点即为像素的中心点Op,Op所在的像素用行列号表示为(x p0 ,y p0 ),且x p0 =图像宽度方向的像素个数/2,y p0 =图像高度方向的像素个数/2。根据目标点B所在像素的行列号,可得到目标点B的像素坐标(x p ,y p )。此外,根据相机的参数,可以获得无人机图像的像素之间的间距,即图像分辨率。基于光学成像原理,成像平面AA’与机体坐标系为两个相互平行的坐标系,可以将目标点B的像素坐标转换为目标点B的机载坐标UVA_B(x b ,y b ,-f),即目标点B的机载坐标UVA_B(x b ,y b ,-f)为:((x p -x p0 )×d 0 ,(y p -y p0 )×d 0 ,-f),其中,f为相机的焦距,d 0 为图像分辨率。
步骤S102、根据目标点B的地理坐标和获取的无人平台载荷的地理坐标,确定第一距离L;其中,第一距离L为目标物体B’’在水平地面上的投影点与无人平台载荷在水平地面上的投影点之间的水平方向距离。
在一些可选的实施例中,根据目标点B的地理坐标和获取的无人平台载荷的地理坐标,确定第一距离L,具体为:根据目标点B的地理坐标和无人平台载荷的地理坐标,确定目标点B与无人平台载荷的横坐标差值,以及目标点B与无人平台载荷的纵坐标差值;根据目标点与无人平台载荷的横坐标差值,以及目标点B与无人平台载荷的纵坐标差值,确定第二距离l;其中,第二距离l为无人平台载荷在目标点B所在平面的投影点与目标点B之间的水平方向距离;根据第二距离l、无人平台载荷的飞行高度、目标物体B’’距离水平地面的高度,确定第一距离L。
参见图4,第一距离L为点O’’与B0之间的距离,B0为目标物体B’’在水平地面上的投影点,则第一距离L的计算过程如下:
首先,根据目标点B的地理坐标和无人平台载荷的地理坐标,确定目标点B与无人平台载荷的横坐标差值,以及目标点B与无人平台载荷的纵坐标差值,、由如下步骤得到:无人平台载荷位置的地理坐标用(x 0 ,y 0 )表示,(x 0 ,y 0 )由无人机上的陀螺仪获取,则目标点B与无人平台载荷的横坐标差值;目标点B与无人平台载荷的纵坐标差值。
然后,根据目标点与无人平台载荷的横坐标差值,以及目标点B与无人平台载荷的纵坐标差值,确定第二距离l。其中,第二距离l为无人平台载荷在目标点B所在平面的投影点与目标点B之间的水平方向距离,即目标点B到地理坐标系Zg轴的垂足O’的水平距离,则第二距离l可以用公式(5)表示,公式(5)如下:
最后,根据第二距离l、无人平台载荷的飞行高度、目标物体B’’距离水平地面的高度,确定第一距离L。其中,按照公式(6)计算得到第一距离L,公式(6)如下:
计算得到第一距离L;
式中,L表示第一距离;H表示无人平台载荷的飞行高度;表示目标点与无人平台载荷的横坐标差值;表示目标点与无人平台载荷的纵坐标差值;表示目标点B的地理坐标的高度;ho表示目标物体B’’距离水平地面的高度。
参见图4,若目标物体B’’从点B’’移到点B’位置,此时,目标物体B’’位于水平地面上,L与L’相等,则目标物体B’’距离水平地面的高度ho可以取值为0。这里,L’为无人机在水平地面上的投影点与B’之间的距离,B’为目标物体B’’与相机的透镜中心O的连线在水平地面上的交点。
步骤S103、根据第一距离L,以及无人平台载荷的经纬度,计算目标物体B’’的经纬度。
在一些可选实施例中,根据第一距离L,以及无人平台载荷的经纬度,计算目标物体B’’的经纬度,具体为:根据目标点B的地理坐标和无人平台载荷的地理坐标,确定目标点B与无人平台载荷的方位角;根据第一距离L,以及,目标点B与无人平台载荷的方位角,分别确定第一距离L在经度方向的分量和第一距离L在纬度方向的分量;根据第一距离L在经度方向的分量和第一距离L在纬度方向的分量,以及无人平台载荷的经纬度,计算目标物体B’’的经纬度。
具体实施时,首先,根据方位角计算公式(7),确定目标点B与无人机之间的初始方位角,公式(7)如下:
式中,ω 1 为目标点B与无人机之间的初始方位角。
目标点B与无人平台载荷的方位角ω确定后,可以根据第一距离L,以及,目标点B与无人平台载荷的方位角ω,结合相机的参数,例如拍摄角度、焦距、像元距离,分别确定第一距离L在经度方向的分量dx和第一距离L在纬度方向的分量dy,用公式(9)表示,公式(9)如下:
在另一些可选的实施例中,根据第一距离L在经度方向的分量和第一距离L在纬度方向的分量,以及无人平台载荷的经纬度,计算目标物体B’’的经纬度,具体为:根据无人平台载荷的经纬度、地球的极半径以及赤道半径,确定无人平台载荷所在位置的纬度方向的变换半径;根据无人平台载荷所在位置的纬度方向变换半径长度,确定无人平台载荷所在的纬度圈半径;根据第一距离L在经度方向的分量、第一距离L在纬度方向的分量、无人平台载荷所在位置的纬度方向变换半径长度、无人平台载荷所在的纬度圈半径,计算目标物体B’’的经纬度。
具体应用时,无人平台载荷的经纬度(J 0 ,W 0 )由无人平台载荷上的陀螺仪获取,根据无人平台载荷的经纬度(J 0 ,W 0 )、地球的极半径以及赤道半径,确定无人平台载荷所在位置的纬度方向的变换半径ex,用公式(10)表示,公式(10)如下:
式中,ex表示无人平台载荷所在位置的纬度方向的变换半径;Ej表示地球的极半径;Er表示地球的赤道半径;W 0 表示无人平台载荷所在位置的纬度。
然后,根据无人平台载荷所在位置的纬度方向的变换半径ex,确定无人平台载荷所在的纬度圈半径ed,用公式(11)表示,公式(11)如下:
最后,根据第一距离L在经度方向的分量、第一距离L在纬度方向的分量、无人平台载荷所在位置的纬度方向变换半径长度、无人平台载荷所在的纬度圈半径,计算目标物体B’’的经纬度(J,W),用公式(12)表示,公式(12)如下:
由此,基于公式(12)可以根据无人机所在位置的经纬度(J 0 ,W 0 )以及无人机的飞行姿态,计算得到无人机图像中任一目标点B对应的目标物体B’’的经纬度(J,W),从而实现该目标物体B’’的精确定位。
根据无人机试飞实验的验证结果,采用本申请提供的目标物体B’’经纬度定位方法,能够使目标物体B’’定位的精度高于95%,显著高于现有技术所能达到的精度。
综上所述,本申请中,首先基于构建的坐标转换模型,对目标点B的机载坐标进行转换,得到目标点B的地理坐标;其中,目标点B为目标物体B’’在图像中的位置;图像是无人平台载荷(例如无人机)的传感器获取的;然后,根据目标点B的地理坐标和获取的无人平台载荷的地理坐标,确定第一距离L;其中,第一距离L为目标物体B’’在水平地面上的投影点与无人平台载荷在水平地面上的投影点之间的水平方向距离;最后,根据第一距离L,以及无人平台载荷的经纬度,计算目标物体B’’的经纬度。如此,根据无人平台载荷的位置信息(地理坐标、经纬度),得到目标物体B’’准确的经纬度,提高了目标物体B’’定位的精度。
根据目标物体B’’在水平地面上的投影点与无人平台载荷在水平地面上的投影点之间的水平方向距离,即第一距离L,既能够计算无人机图像中心点对应的目标物体B’’的经纬度,也可以计算无人机图像中任意一点所对应的目标物体B’’的经纬度,大大提高了该目标定位方法的适用性。
本申请根据无人平台载荷上配备的陀螺仪测量得到无人机本身的位置信息,该位置信息包括无人机的经纬度和地理坐标,然后基于无人机本身位置信息和无人机的飞行姿态,计算得到无人机图像中任一目标点B所在的地理位置,无需额外配备无人机到目标物体B’’距离的测量仪器,减轻了无人平台载荷的飞行负担,增加了无人平台载荷的续航能力。
本申请所提供的目标物体B’’定位方法计算简单,对处理器的算力需求低,能够在多种无人平台载荷的控制系统芯片中使用,提高了目标物体B’’定位方法的计算效率。
示例性系统
图5为根据本申请的一些实施例提供的无人平台载荷非中心目标经纬度定位系统的结构示意图,如图5所示,该系统包括:坐标转换单元501、地理距离计算单元502、经纬度计算单元503。
其中:
坐标转换单元501,配置为:基于构建的坐标转换模型,对目标点的机载坐标进行转换,得到所述目标点的地理坐标;其中,所述目标点为目标物体B’’在图像中的位置;所述图像是所述无人平台载荷的传感器获取的;
地理距离计算单元502,配置为:根据所述目标点的地理坐标和获取的所述无人平台载荷的地理坐标,确定第一距离L;其中,所述第一距离L为所述目标物体B’’在水平地面上的投影点与所述无人平台载荷在所述水平地面上的投影点之间的水平方向距离;
经纬度计算单元503,配置为:根据所述第一距离L,以及所述无人平台载荷的经纬度,计算所述目标物体B’’的经纬度。
本申请实施例提供的无人平台载荷非中心目标经纬度定位系统能够实现上述任一无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法实施例的步骤、流程,并达到相同的有益效果,在此不再一一赘述。
示例性设备
图6为根据本申请的一些实施例提供的电子设备的结构示意图;如图6所示,该电子设备包括:
一个或多个处理器601;
计算机可读介质,可以配置为存储一个或多个程序602,一个或多个处理器601执行一个或多个程序602时,实现如下步骤:
基于构建的坐标转换模型,对目标点的机载坐标进行转换,得到所述目标点的地理坐标;其中,所述目标点为目标物体在图像中的位置;所述图像是所述无人平台载荷的传感器获取的;根据所述目标点的地理坐标和获取的所述无人平台载荷的地理坐标,确定第一距离L;其中,所述第一距离L为所述目标物体在水平地面上的投影点与所述无人平台载荷在所述水平地面上的投影点之间的水平方向距离;根据所述第一距离L,以及所述无人平台载荷的经纬度,计算所述目标物体的经纬度。
图7为根据本申请的一些实施例提供的电子设备的硬件结构,如图7所示,该电子设备的硬件结构可以包括:处理器701、通信接口702、计算机可读介质703和通信总线704。
其中,处理器701、通信接口702、计算机可读介质703通过通信总线704完成相互间的通信。
可选地,通信接口702可以为通信模块的接口,如GSM模块的接口。
其中,处理器701具体可以配置为:
基于构建的坐标转换模型,对目标点的机载坐标进行转换,得到所述目标点的地理坐标;其中,所述目标点为目标物体在图像中的位置;所述图像是所述无人平台载荷的传感器获取的;根据所述目标点的地理坐标和获取的所述无人平台载荷的地理坐标,确定第一距离L;其中,所述第一距离L为所述目标物体在水平地面上的投影点与所述无人平台载荷在所述水平地面上的投影点之间的水平方向距离;根据所述第一距离L,以及所述无人平台载荷的经纬度,计算所述目标物体的经纬度。
处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(central processing unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等,还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本申请实施例的电子设备以多种形式存在,包括但不限于:
(1)移动通信设备:这类设备的特点是具备移动通信功能,并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机(例如:iPhone)、多媒体手机、功能性手机,以及低端手机等。
(2)超移动个人计算机设备:这类设备属于个人计算机的范畴,有计算和处理功能,一般也具备移动上网特性。这类终端包括:PDA、MID和UMPC设备等,例如iPad。
(3)便携式娱乐设备:这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括:音频、视频播放器(例如:iPod),掌上游戏机,电子书,以及智能玩具和便携式车载导航设备。
(4)服务器:提供计算服务的设备,服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等,服务器和通用的计算机架构类似,但是由于需要提供高可靠的服务,因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。
(5)其他具有数据交互功能的电子装置。
需要指出,根据实施的需要,可将本申请实施例中描述的各个部件/步骤拆分为更多部件/步骤,也可以将两个或多个部件/步骤或者部件/步骤的部分操作组合成新的部件/步骤,以实现本申请实施例的目的。
上述根据本申请实施例的方法可在硬件、固件中实现,或者被实现为可存储在记录介质(诸如CD ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘)中的软件或计算机代码,或者被实现通过网络下载的原始存储在远程记录介质或非暂时机器存储介质中并将被存储在本地记录介质中的计算机代码,从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件(诸如ASIC或FPGA)的记录介质上的这样的软件处理。可以理解,计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件(例如,RAM、ROM、闪存等),当所述软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时,实现在此描述的无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法。此外,当通用计算机访问用于实现在此示出的方法的代码时,代码的执行将通用计算机转换为用于执行在此示出的方法的专用计算机。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和涉及约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请实施例的范围。
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。尤其,对于设备及系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述得设备及系统实施例仅仅是示意性的,其中作为分离不见说明的单元可以使或者也可以不是物理上分开的,作为单元提示的不见可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述仅为本申请的优选实施例,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法,其特征在于,包括:
基于构建的坐标转换模型,对目标点的机体坐标进行转换,得到所述目标点的地理坐标;其中,所述目标点为目标物体在图像中的位置;所述图像是所述无人平台载荷的传感器获取的;
其中,根据所述目标点的地理坐标和获取的所述无人平台载荷的地理坐标,确定第一距离L,具体为:
根据所述目标点与所述无人平台载荷的横坐标差值,以及所述目标点与所述无人平台载荷的纵坐标差值,确定第二距离;其中,所述第二距离为所述无人平台载荷在所述目标点所在平面的投影点与所述目标点之间的水平方向距离;
根据所述第二距离l、所述无人平台载荷的飞行高度、所述目标物体距离所述水平地面的高度,确定所述第一距离L;
所述第一距离L的计算公式为:
式中,L表示所述第一距离;H表示所述无人平台载荷的飞行高度;表示所述目标点与所述无人平台载荷的横坐标差值;表示所述目标点与所述无人平台载荷的纵坐标差值;表示所述目标点的地理坐标的高度;表示所述目标物体距离所述水平地面的高度;
根据所述第一距离L,以及所述无人平台载荷的经纬度,计算所述目标物体的经纬度。
2.根据权利要求1所述的无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法,其特征在于,所述坐标转换模型由如下步骤构建:
分别建立地理坐标系与机体坐标系;
根据所述地理坐标系与所述机体坐标系之间的位置关系,确定所述无人平台载荷的飞行姿态;
根据所述无人平台载荷的飞行姿态,构建所述坐标转换模型。
3.根据权利要求1所述的无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法,其特征在于,所述根据所述第一距离L,以及所述无人平台载荷的经纬度,计算所述目标物体的经纬度,具体为:
根据所述目标点的地理坐标和所述无人平台载荷的地理坐标,确定所述目标点与所述无人平台载荷的方位角;
根据所述第一距离L,以及,所述目标点与所述无人平台载荷的方位角,分别确定所述第一距离L在经度方向的分量和所述第一距离L在纬度方向的分量;
根据所述第一距离L在经度方向的分量和所述第一距离L在纬度方向的分量,以及所述无人平台载荷的经纬度,计算所述目标物体的经纬度。
4.根据权利要求3所述的无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法,其特征在于,所述根据所述第一距离L在经度方向的分量和所述第一距离L在纬度方向的分量,以及所述无人平台载荷的经纬度,计算所述目标物体的经纬度,具体为:
根据所述无人平台载荷的经纬度、地球的极半径以及赤道半径,确定所述无人平台载荷所在位置的纬度方向的变换半径;
根据所述无人平台载荷所在位置的纬度方向的变换半径,确定所述无人平台载荷所在的纬度圈半径;
根据所述第一距离L在经度方向的分量、所述第一距离L在纬度方向的分量、所述无人平台载荷所在位置的纬度方向变换半径长度、所述无人平台载荷所在的纬度圈半径,计算所述目标物体的经纬度。
5.一种无人平台载荷非中心目标经纬度定位系统,其特征在于,包括:
坐标转换单元,配置为:基于构建的坐标转换模型,对目标点的机体坐标进行转换,得到所述目标点的地理坐标;其中,所述目标点为目标物体在图像中的位置;所述图像是所述无人平台载荷的传感器获取的;
地理距离计算单元,配置为:根据所述目标点的地理坐标和获取的所述无人平台载荷的地理坐标,确定第一距离L;其中,所述第一距离L为所述目标物体在水平地面上的投影点与所述无人平台载荷在所述水平地面上的投影点之间的水平方向距离;
其中,根据所述目标点的地理坐标和获取的所述无人平台载荷的地理坐标,确定第一距离L,具体为:
根据所述目标点与所述无人平台载荷的横坐标差值,以及所述目标点与所述无人平台载荷的纵坐标差值,确定第二距离;其中,所述第二距离为所述无人平台载荷在所述目标点所在平面的投影点与所述目标点之间的水平方向距离;
所述第一距离L的计算公式为:
式中,L表示所述第一距离;H表示所述无人平台载荷的飞行高度;表示所述目标点与所述无人平台载荷的横坐标差值;表示所述目标点与所述无人平台载荷的纵坐标差值;表示所述目标点的地理坐标的高度;表示所述目标物体距离所述水平地面的高度;
经纬度计算单元,配置为:根据所述第一距离L,以及所述无人平台载荷的经纬度,计算所述目标物体的经纬度。
6.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序为如权利要求1-4任一所述的无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法。
7.一种电子设备,其特征在于,包括:存储器、处理器、以及存在所述存储器中并可在所述处理器上运行的程序,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-4任一所述的无人平台载荷非中心目标经纬度定位方法。
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Citations (2)
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CN107367262A (zh) * | 2017-06-17 | 2017-11-21 | 周超 | 一种无人机远距离实时定位测绘显示互联式控制方法 |
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FR2901613B1 (fr) * | 2006-05-16 | 2009-12-11 | Thales Sa | Procede de determination de la position, notamment en elevation, d'une cible volant a tres basse altitude |
FR3065297A1 (fr) * | 2017-04-14 | 2018-10-19 | Thales | Procede de suivi de cible par un drone, programme d'ordinateur, systeme electronique et drone associes |
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Patent Citations (2)
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---|---|---|---|---|
CN107367262A (zh) * | 2017-06-17 | 2017-11-21 | 周超 | 一种无人机远距离实时定位测绘显示互联式控制方法 |
CN108845335A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-11-20 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于图像和导航信息的无人机地面目标定位方法 |
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