【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水空目标立体定位跟踪，具体涉及一种水面动态目标位置测量方法、系统及存储介质。
技术介绍
1、随着无人机技术的发展，小型无人机已广泛的应用于交通巡逻、大地测量、环境监测、航空摄影等领域。大多数的无人机应用中均包含目标的定位需求，通过在无人机载的光电平台上安装激光测距雷达和姿态传感器，完成光学测量设备的俯仰、横滚和目标的距离测量，实现目标的定位功能；或者通过在测量现场布放四个或以上的标识物，完成两架无人机光学镜头的姿态测量，然后通过双目视觉交会的方式实现目标的定位功能。
2、这两种方式目标定位的方式均存在较大的局限性，在工程实施上难度较大。例如，激光测距雷达在诸如水面上空或尘埃密布的复杂的目标背景中无法准确的获取被测目标的距离，从而导致错误的位置测量结果。而通过在测量现场布放标识物进行参数校准的方法，除了需要布放具有高精度定位信息的标识物，还需要完成各个标志物和测试设备间高精度的测量时间同步，现场的工程实施复杂度较高。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种水面动态目标位置测量方法、系统及存储介质，利用机载平台摄像机获取测量图像，并基于该测量图像在平面
2、根据第一方面，本专利技术提供了一种水面动态目标位置测量方法，包括位于机载平台的摄像机和惯性导航模块，所述方法包括：
3、步骤s1：建立摄像机坐标系和图像平面坐标系；其中，在图像平面上，以oa为图像平面的坐标原点，水平线为xa轴，垂直线为ya轴，建立图像坐标系oa-
4、步骤s2：在被测物体上设置合作靶标线段ab，合作靶标线段ab在摄像机坐标系中的长度为l，其在图像坐标系中的投影a′b′的长度为l′；基于合作靶标线段ab和投影a′b′计算三维空间点到图像平面上的齐次线性变换比例因子k；
5、步骤s3：机载平台上的摄像机实时获取测量图像，根据测量图像获取图像坐标系下目标位置相对于图像坐标原点oa在xa方向的偏移量l′x和ya方向的偏移量l′y；
6、通过惯性导航模块获取机载平台上的摄像机相对于正北方向的偏移角度α，根据偏移角度α、齐次线性变换比例因子k、偏移量l′x和偏移量l′y，计算大地平面坐标系下经度方向的偏移量lc和纬度方向的偏移量lu；
7、步骤s4：根据经度方向的偏移量lc、纬度方向的偏移量ly、机载平台的经度测量值lonaircraft、纬度测量值lataircraft和高程测量值heiaircraft，分别计算水面目标的经度lonobject和纬度latobject。
8、进一步地，所述步骤s4中，水面目标的经度lonobject为：
9、
10、水面目标的纬度latobject为：
11、
12、其中，re为纬度圈曲率半径；rn为子午圈曲率半径。
13、进一步地，所述步骤s2中，齐次线性变换比例因子k为：
14、
15、其中，z为摄像机坐标系的坐标原点oc到合作靶标线段ab的距离。
16、进一步地，所述步骤s3中，经度方向的偏移量lx为：
17、
18、纬度方向的偏移量ly为：
19、
20、根据第二方面，本专利技术还提供了一种动态水面目标位置测量系统，包括：机载平台和岸基平台，机载平台和岸基平台数据连接，其中，机载平台包括：
21、摄像机，设于机载平台上，用于实时获取测量图像；
22、gnss差分模块，用于获取机载平台的经度测量值lonaircraft、纬度测量值lataircraft和高程测量值heiaircraft；
23、惯性导航模块，用于获取摄像机相对于正北方向的偏移角度α；
24、岸基平台包括：
25、坐标系模块，用于建立摄像机坐标系和图像平面坐标系；
26、测量图像判读和处理模块：用于根据测量图像获取图像坐标系下目标位置相对于图像坐标原点oa在xa方向的偏移量l′x和ya方向的偏移量l′y；
27、还用于通过惯性导航模块获取机载平台上的摄像机相对于正北方向的偏移角度α，根据偏移角度α、齐次线性变换比例因子k、偏移量l′x和偏移量l′y，计算大地平面坐标系下经度方向的偏移量lx和纬度方向的偏移量ly；
28、还用于根据经度方向的偏移量lx、纬度方向的偏移量ly、机载平台的经度测量值lonaircraft、纬度测量值lataircraft和高程测量值heiaircraft，分别计算水面目标的经度lonobject和纬度latobject。
29、根据第三方面，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序能够被处理器执行以实现如上所述方法的步骤。
30、相比现有技术，本专利技术的有益效果：
31、(1)相较于通过在测量现场布放四个或以上标识物的两架无人机双目视觉交会方式实现目标的定位功能，本专利技术有效的降低了工程实施的复杂程度，并扩展了无人机光学平台的测量范围。
32、(2)由于水介质存在光透射能力，激光测距雷达在水面上空的高度测量存在较大误差，并且因水质不同误差大小也有相应的变化。因此，相较于现有通过在无人机载的光电平台上安装激光测距雷达和姿态传感器，并以激光测距雷达的量测值作为动态目标位置解算参数的单无人机测量方法，本专利技术可有效提高测量系统可靠性与水面目标的位置测量精度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种水面动态目标位置测量方法，其特征在于，包括位于机载平台的摄像机和惯性导航模块；所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，水面目标的经度Lonobject为：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，齐次线性变换比例因子k为：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，经度方向的偏移量lx为：
5.一种动态水面目标位置测量系统，其特征在于，包括：
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，所述计算机程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-4中任一项所述方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种水面动态目标位置测量方法，其特征在于，包括位于机载平台的摄像机和惯性导航模块；所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s4中，水面目标的经度lonobject为：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s2中，齐次线性变换比例因子k为：
【专利技术属性】
技术研发人员：和涛，李宝，张熙俊，张兴舜，顾青，江南，
申请(专利权)人：昆明船舶设备研究试验中心中国船舶集团有限公司七五〇试验场，
类型：发明
国别省市：
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