基于数字高程模型的目标定位方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及基于数字高程模型的目标定位方法、装置、设备及介质，该方法包括：获取针对待定位目标的全动态视频，获取所述全动态视频中的各帧所述图像，对于每帧所述图像，根据所述图像对应的吊舱参数和所述无人机参数，将所述图像中待定位目标所对应的像素点坐标转换为地理坐标；根据各帧所述图像中待定位目标对应的地理坐标，确定所述待定位目标对应的预测海拔；根据各帧所述图像中待定位目标对应的地理坐标和预设的数字高程模型，确定所述待定位目标对应的真实海拔；根据所述待定位目标对应的真实海拔和预测海拔，确定所述待定位目标的定位结果。通过本发明专利技术的方法，可确定出待定位目标的目标结果。目标的目标结果。目标的目标结果。

【技术实现步骤摘要】
基于数字高程模型的目标定位方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及定位
，具体而言，本专利技术涉及基于数字高程模型的目标定位方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]无人机视频巡检过程中，由于视频画面视野较大，而用户关注的威胁目标只占视频画面中很小一部分，且需要估计威胁目标和受保护目标的距离，才能对威胁目标进行定性分析。比如，针对油气管道无人机视频巡检，第三方施工车辆距离油气管道距离小于200m时，才视为该第三方施工车辆为威胁目标。故只有实现高精度的威胁目标定位，才能高效、准确实现无人机视频巡检任务。
[0003]现有的目标定位方法主要有下面三种：(1)基于共线构像的目标定位；(2)基于图像匹配模式的目标定位；(3)基于激光测距的有源目标定位。基于共线构像的目标定位方法，需要获取无人机的飞行姿态、经纬度，以及吊舱的姿态和吊舱相机传感器信息，然后根据共线条件方程计算地面目标位置。在实际使用中，该方法需要假定待测目标区域为平坦地面，目标定位精度较低；基于图像匹配模式的目标定位，该方法利用可获取的多角度多源图像，并在预先建立基准图像条件下，将经过校正的无人机吊舱图像与基准图片进行匹配，从而实现目标定位，该方法有较高的定位精度，但基准图片的获取有一定的限制性，且图片匹配实时性较差，实用性不高；基于激光测距的有源定位方法，该方法定位精度最高，但受限于成本，目前主要应用于军事领域。
[0004]此外，目标定位精度的误差也与输入的无人机参数(无人机姿态、经纬度)和吊舱参数(吊舱姿态、吊舱相机传感器信息)的时空一致性有关。现有方法是无人机参数和吊舱参数分别获取，再分别通过无人机数据链路和图像链路传回地面终端服务器，地面终端服务器获取无人机参数和吊舱参数，再通过目标定位算法进行融合解算，获取威胁目标的地理位置。该方法，数据链路和图像链路采用的频段和传输的数据量大小不一，传输过程中数据延迟相差较大，故该方法存在因传输过程中的链路延迟等造成输入数据时空不匹配，从而导致目标定位精度下降。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供了基于数字高程模型的目标定位方法、装置、设备及介质，旨在解决上述至少一个技术问题。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：基于数字高程模型的目标定位方法，该方法包括：
[0007]获取针对待定位目标的全动态视频，所述全动态视频是基于搭载吊舱的无人机采集所述待定位目标得到的数据确定的，所述数据包括各帧图像和各帧所述图像对应的吊舱参数和无人机参数，对于每帧图像，所述吊舱参数包括吊舱姿态和吊舱相机传感器信息，所述无人机参数包括无人机姿态及经纬度信息；
[0008]获取所述全动态视频中的各帧所述图像，对于每帧所述图像，根据所述图像对应的吊舱参数和所述无人机参数，将所述图像中待定位目标对应的像素点坐标转换为地理坐标；
[0009]根据各帧所述图像中待定位目标对应的地理坐标，确定所述待定位目标对应的预测海拔，根据各帧所述图像中待定位目标对应的地理坐标和预设的数字高程模型，确定所述待定位目标对应的真实海拔，所述数字高程模型包括各个点的经度、纬度和海拔；
[0010]根据所述待定位目标对应的真实海拔和预测海拔，确定所述待定位目标的定位结果。
[0011]本专利技术的有益效果是：针对现有目标定位算法定位精度差和实效性差的问题，本申请方案中通过融入数字高程模型，通过将预测海拔和真实海拔之间的对比，可准确快速确定待定位目标的位置，即定位结果，在具备先验信息数字高程模型数据的情况下，降低了复杂地形对定位算法的影响，具有定位精度高、实时性强的特点。
[0012]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0013]进一步，上述方法还包括：
[0014]通过搭载吊舱的无人机采集所述待定位目标区域的各帧图像、吊舱参数和无人机参数；
[0015]将各帧所述图像和各帧所述图像对应的吊舱参数和无人机参数进行编码，得到全动态视频。
[0016]采用上述进一步方案的有益效果是，在无人机机载端，将无人机所采集的无人机机载端进行时空同步数据处理，从而确保目标定位算法输入数据的高时空同步性。
[0017]进一步，上述方法还包括：
[0018]获取多个像素点坐标和每个所述像素点坐标对应的地理坐标；
[0019]根据各个所述像素点坐标和各个所述地理坐标，通过透视模型转换确定像素点坐标和地理坐标之间第一转换关系；
[0020]对于每帧所述图像，所述根据所述图像对应的吊舱参数和所述无人机参数，将所述图像中待定位目标对应的像素点坐标转换为地理坐标，包括：
[0021]根据所述图像对应的吊舱参数和所述无人机参数，通过所述第一转换关系将所述图像中待定位目标对应的像素点坐标转换为地理坐标。
[0022]采用上述进一步方案的有益效果是，基于透视模型转换可以准确的确定出像素点坐标和地理坐标之间第一转换关系，从而可准确地将图像对应的像素点坐标转换为地理坐标。
[0023]进一步，上述第一转换关系包括像素点坐标和像物理坐标之间的第二转换关系、像物理坐标和相机坐标之间的第三转换关系、吊舱相机坐标与吊舱云台坐标之间的第四转换关系、吊舱云台坐标与无人机机体坐标之间的第五转换关系、无人机机体坐标与北东地坐标之间的第六转换关系，北东地坐标与东北天坐标之间的第七转换关系和东北天坐标转换与地理坐标之间的第八转换关系；
[0024]对于每帧所述图像，所述根据所述图像对应的和所述无人机参数，通过所述第一转换关系将所述图像中待定位目标对应的像素点坐标转换为地理坐标，包括：
[0025]根据所述图像对应的吊舱参数和所述无人机参数，通过所述第二转换关系，将所
述图像中待定位目标对应的像素点坐标转换为像物理坐标；
[0026]根据所述图像中待定位目标对应的像物理坐标，通过所述第三转换关系，将所述像物理坐标转换为吊舱相机坐标；
[0027]根据所述吊舱相机坐标，通过所述第四转换关系，将所述吊舱相机坐标转换为吊舱云台坐标；
[0028]根据所述吊舱云台坐标，通过所述第五转换关系，将所述吊舱云台坐标转换为无人机机体坐标；
[0029]根据所述无人机机体坐标，通过所述第六转换关系，将所述无人机机体坐标转换为北东地坐标；
[0030]根据所述北东地坐标，通过所述第七转换关系，将所述北东地坐标转换为东北天坐标；
[0031]根据所述东北天坐标，通过第八转换关系，将所述东北天坐标转换为地理坐标。
[0032]采用上述进一步方案的有益效果是，通过上述七个转换关系，可准确的将像素点坐标转换为地理坐标。
[0033]进一步，上述根据所述待定位目标对应的真实海拔和预测海拔，确定所述待定位目标的定位结果，包括：
[0034]计算所述待定位目标对应的真实海拔和所述预测海拔之间的高度差值；
[0035]若所述高度差值小于阈值，则根据所述真实海拔和所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字高程模型的目标定位方法，其特征在于，包括以下步骤：获取针对待定位目标的全动态视频，所述全动态视频是基于搭载吊舱的无人机采集所述待定位目标得到的数据确定的，所述数据包括各帧图像和各帧所述图像对应的吊舱参数和无人机参数，对于每帧图像，所述吊舱参数包括吊舱姿态和吊舱相机传感器信息，所述无人机参数包括无人机姿态及经纬度信息；获取所述全动态视频中的各帧所述图像，对于每帧所述图像，根据所述图像对应的吊舱参数和所述无人机参数，将所述图像中待定位目标对应的像素点坐标转换为地理坐标；根据各帧所述图像中待定位目标对应的地理坐标，确定所述待定位目标对应的预测海拔，根据各帧所述图像中待定位目标对应的地理坐标和预设的数字高程模型，确定所述待定位目标对应的真实海拔，所述数字高程模型包括各个点的经度、纬度和海拔；根据所述待定位目标对应的真实海拔和预测海拔，确定所述待定位目标的定位结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过搭载吊舱的无人机采集所述待定位目标区域的各帧图像、吊舱参数和无人机参数；将各帧所述图像和各帧所述图像对应的吊舱参数和无人机参数进行编码，得到全动态视频。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取多个像素点坐标和每个所述像素点坐标对应的地理坐标；根据各个所述像素点坐标和各个所述地理坐标，通过透视模型转换确定像素点坐标和地理坐标之间第一转换关系；对于每帧所述图像，所述根据所述图像对应的吊舱参数和所述无人机参数，将所述图像中待定位目标对应的像素点坐标转换为地理坐标，包括：根据所述图像对应的吊舱参数和所述无人机参数，通过所述第一转换关系将所述图像中待定位目标对应的像素点坐标转换为地理坐标。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一转换关系包括像素点坐标和像物理坐标之间的第二转换关系、像物理坐标和相机坐标之间的第三转换关系、吊舱相机坐标与吊舱云台坐标之间的第四转换关系、吊舱云台坐标与无人机机体坐标之间的第五转换关系、无人机机体坐标与北东地坐标之间的第六转换关系，北东地坐标与东北天坐标之间的第七转换关系和东北天坐标转换与地理坐标之间的第八转换关系；对于每帧所述图像，所述根据所述图像对应的和所述无人机参数，通过所述第一转换关系将所述图像中待定位目标对应的像素点坐标转换为地理坐标，包括：根据所述图像对应的吊舱参数和所述无人机参数，通过所述第二转换关系，将所述图像中待定位目标对应的像素点坐标转换为像物理坐标；根据所述图像中待定位目标对应的像物理坐标，通过所述第三转换关系，将所述像物理坐标转换为吊舱相机坐标；根据所述吊舱相机坐标，通过所述第四转换关系，将所述吊舱相机坐标转换为吊舱云台坐标；根据所述吊舱云台坐标，通过所述第五转换关系，将所述吊舱云台坐标转换为无人机机体坐标；
根据所述无人机机体坐标，通过所述第六转换关系，将所述无人机机体坐标转换为北东地坐标；根据所述北东地坐标，通过所述第七转换关系，将所述北东地坐标转换为东北天坐标；根据所述东北天坐标，通过第八转换关系，将所述东北天坐标转换为地理坐标。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述待定位目标对应的真实海拔和预测海拔，确定所述待定位目标的定位结果，包括：计算所述待定位目标对应的真实海拔和所述预测海拔之间的高度差值；若所述高度差值小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚平，曹旦夫，彭云超，淦邦，李昕，毛俊辉，齐峰，王萌萌，马凯军，史振龙，陆育，索蕾，
申请(专利权)人：国家管网集团东部原油储运有限公司徐州金桥石化管道输送技术有限公司，
类型：发明
国别省市：