一种用于山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置及应用制造方法及图纸

本发明专利技术涉及图像几何校正技术领域，尤其涉及一种用于山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置及应用，装置包括无人机挂载的靶标启动器和靶标，所述靶标启动器包括第一微控制器和第一无线通信模块；所述靶标包括第二微控制器、第二无线通信模块、SD卡模块、LED灯带和GNSS实时动态模块，本申请的装置具有结构简单、定位精度高、方便快捷、稳定、节能、制作成本低的优点，在实际测绘应用场景中，外业只需要将靶标启动器根据需要安装在遥感无人机上即可与地面放置的靶标进行配合工作，靶标放在任意开阔地面，二者自动联合开展工作，内业通过基于控制点的几何校正方法实现遥感图像的几何校正。同时采用高光LED灯带提升寻找靶标的效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置及应用


[0001]本专利技术涉及图像几何校正
，尤其涉及一种用于山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置及应用。

技术介绍

[0002]无人机遥感凭借结构简单、成本低、灵活性高、图像时空分辨率高等优点，正逐步成为卫星遥感、有人机遥感和地面遥感的有效补充手段。当前无人机遥感几何畸变校正主要通过外业获取控制点实际地理坐标信息，再通过内业寻找同名点的地理坐标信息联合开展，但在山区地形起伏、地表覆被复杂，地面明显参照物较少，同时道路通达性较差，获取地面参照物的精确位置坐标较为困难。极少部分无人机遥感采集的图像通过靶标进行定位校正，但现有的靶标并没有考虑山区环境影响，其主要是用于拍摄无遮挡、光线条件较好情况下的地面参照物，在山区由于地形起伏和地表覆被多重因素影响，无人机不同航飞角度容易造成所拍摄影像的靶标被地物遮挡，即使无遮挡无人机遥感图像拍摄后由于光线等原因也不易寻找靶标位置。同时也需要再次携带仪器到靶标位置准确测量标靶坐标。
[0003]当前，作为遥感影像校正使用的靶标不具备定位功能，只能提供参照，其它用途例如军事打靶训练的靶标具有基于北斗的定位功能，但不适用于遥感影像的精准校正。
[0004]靶标放在山区的地面，会存在由于无人机航飞角度容易受到四周物体遮挡以及阴雨天等作业区光线较暗时寻找靶标费时的问题。

技术实现思路

[0005]为解决无人机遥感在山区拍摄图像时由于山区地形起伏、地表覆被复杂、地面明显参照物较少、道路通达性较差而不易获取地面参照物精确位置坐标的问题，以及无人机航飞角度容易受到四周物体遮挡、阴雨天作业区光线较暗导致寻找靶标费时的问题。
[0006]本专利技术提出一种用于山区无人机遥感图像几何畸变校正的装置本专利技术通过以下技术方案实现：一种用于山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置，包括无人机挂载的靶标启动器和靶标，所述靶标启动器包括第一微控制器和第一无线通信模块，所述第一微控制器通过定时器以固定时间间隔发射启动靶标的启动信号；所述靶标包括第二微控制器、第二无线通信模块、SD卡模块、LED灯带和GNSS实时动态模块，所述第二微控制器通过第二无线通信模块监听靶标启动器发送的激活信号，第二微控制器在收到激活信号后，点亮LED灯带记录靶标准确的地理位置信息将其记录到SD卡模块中；还包括灯带控制器，所述第二微控制器通过RS485连接的灯带控制器控制灯带的开启和关闭，用于指示靶标的状态。
[0007]进一步的，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均采用LORA通信。
[0008]进一步的，所述LED灯带为平面圆环形高光灯带，用于指引无人机遥感拍摄地面靶
标图像。
[0009]本方案还提出一种山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置的应用，所述应用基于所述的无人机遥感图像的几何畸变校正装置实现，包括以下步骤：S1、靶标启动器通过第一无线通信模块与靶标连接，第一微控制器通过内嵌定时器，以1秒时间间隔发射靶标激活信号；S2、地面靶标启动后初始化第二微控制器、第二无线通信模块、SD卡模块、LED灯带和GNSS实时动态模块并进入低功耗模式；S3、地面靶标接收到激活信号后退出低功耗模式，由第二微控制器读取GNSS实时动态模块提供的位置信息数据，通过差分技术确定靶标的地理位置信息，并将地理位置信息记录至SD卡模块中；S4、地面靶标第二微控制器通过RS485连接的灯带控制器开启LED灯带，并且发送确认激活信号给靶标启动器，同时监听靶标启动器的响应信号；S5、内业通过LED灯带指引快速获取无人机遥感图像上的实际地面靶标位置信息，并基于地面靶标的实际地理位置信息对无人机载遥感拍摄的地面靶标形变图像进行几何校正，完成整个遥感影像的校正；S6、当靶标无法监听到响应信号后，第二微控制器控制LED灯带关闭，同时靶标再次进入低功耗模式。
[0010]进一步的，所述靶标启动器收到确认激活信号后进入低功耗模式，通过第一无线通信模块发出响应信号，并监听靶标的响应信号，靶标启动器保持低功耗模式直到监听不到靶标的响应信号后，向靶标再次发射激活信号。
[0011]进一步的，所述步骤S5采用基于控制点的几何校正应用对无人机载遥感拍摄的LED灯带形变图像进行数学模拟，所述数学模拟包括以下步骤：a.读取无人机载遥感拍摄的地面靶标形变图像和实际地面靶标的地理位置信息；b.建立地面靶标形变图像和实际地面靶标地理位置信息同名点的变换关系；c.建立变换模型，所述变换模型包括平移、旋转、缩放、扭曲；d.进行图像变换，将地面靶标形变图像上的目标位置、形状和大小恢复到真实环境的情况，完成校正。
[0012]进一步的，所述地理位置信息包括卫星轨道数据、定位数据、地面控制点数据。
[0013]进一步的，建立所述同名点的变换关系包括以下步骤：a.靶标通过GNSS实时动态模块采集地理位置信息，并记录到SD卡模块中；b.无人机进行遥感图像采集，并记录到SD卡模块中；c.利用软件对地面控制点数据和遥感图像数据进行匹配，确定同名点的对应关系。
[0014]本专利技术的有益效果：（1） 本专利技术提出的一种用于山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置，其具有结构简单、定位精度高、方便快捷、稳定、节能、制作成本低的优点，在实际测绘应用场景中，在实际测绘应用场景中，外业只需要将靶标启动器根据需要安装在遥感无人机上、靶标放在任意开阔地面，二者自动联合开展工作即可与地面放置的靶标进行配合工作，内业通过基于控制点的几何校正方法实现遥感图像的几何校正。同时采用高光LED灯带提升寻找靶标
的效率。
[0015]（2） 本专利技术提出的一种山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置的应用，通过将环形灯带中心点与靶标自身通过GNSS采集的位置数据相对应，对图像进行几何变换，将图像中的目标位置、形状和大小恢复到真实世界中的情况。位置信息校正可以提高遥感图像的精度和可靠性，使得图像能够更好地应用于地理信息系统、环境监测、资源调查等领域。同时还可以为地理信息系统的建设和维护提供基础数据，提高地理信息系统的精度和可靠性。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例提出的一种用于山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置的靶标启动器系统框图；图2为本专利技术实施例提出的一种用于山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置的靶标系统框图；图3为本专利技术实施例提出的一种用于山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置的靶标启动器工作流程图；图4为本专利技术实施例提出的一种用于山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置的靶标工作流程图；图5为本专利技术实施例提出的一种用于山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置的靶标启动器第一微控制器电路原理图；图6为本专利技术实施例提出的一种用于山区无人机遥感图像的几本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置，其特征在于，包括无人机挂载的靶标启动器和靶标，所述靶标启动器包括第一微控制器和第一无线通信模块，所述第一微控制器通过定时器以固定时间间隔发射启动靶标的启动信号；所述靶标包括第二微控制器、第二无线通信模块、SD卡模块、LED灯带和GNSS实时动态模块，所述第二微控制器通过第二无线通信模块监听靶标启动器发送的激活信号，第二微控制器在收到激活信号后，点亮LED灯带记录靶标准确的地理位置信息将其记录到SD卡模块中；还包括灯带控制器，所述第二微控制器通过RS485连接的灯带控制器控制灯带的开启和关闭。2.根据权利要求1所述的一种用于山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置，其特征在于，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均采用LORA通信。3.根据权利要求1所述的一种用于山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置，其特征在于，所述LED灯带为平面圆环形高光灯带，用于快速获取无人机遥感拍摄的地面靶标图像。4.一种山区无人机遥感图像的几何畸变校正装置的应用，其特征在于，所述应用基于权利要求1
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3任一项所述的无人机遥感图像的几何畸变校正装置，包括以下步骤：S1、靶标启动器通过第一无线通信模块与靶标连接，第一微控制器通过内嵌定时器，以1秒时间间隔发射靶标激活信号；S2、靶标启动后初始化第二微控制器、第二无线通信模块、SD卡模块、LED灯带和GNSS实时动态模块并进入低功耗模式；S3、地面靶标接收到激活信号后退出低功耗模式，由第二微控制器读取GNSS实时动态模块提供的位置信息数据，通过差分技术确定靶标的地理位置信息，并将地理位置信息记录至SD卡模块中；S4、靶标第二微控制器通过RS485连接的灯带控制器开启LED灯带，并且发送确认激活信号给靶标启动器，同时监听靶标启...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国明，吴晓萍，
申请(专利权)人：电子科技大学自然资源部第六地形测量队，
类型：发明
国别省市：