【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机目标定位，特别涉及一种基于无人机实时位置联动摄像机定位目标的方法。
技术介绍
1、固定点位的摄像机或者人工上报某经纬度发送事件后需要手动选择附近的无人机与摄像头分别进行多次且手动的操作，在繁琐的操作过程中浪费宝贵的处置与核实时间,费时费力。并且单个固定点位的摄像机可视范围单一，无法对目标进行多方位的持续检测，获取的监测结果的准确度无法得到保证。
2、现有技术中多采用多无人机进行协同监测，需将各个无人机停留于目标四周的同一水平面上，达成对目标的多方位监测。但是无人机在对持续性事件的观测中，对续航能力是个极大的挑战，如果使用多台进行接力性观测或者协同观测又大大增加了成本，且在远程的操作中，对目标事件进行持续监测的灵活性与时效性还是有所不足。
技术实现思路
1、本专利技术是鉴于上述问题而进行的，其目的在于，提供一种基于无人机实时位置联动摄像机定位目标的方法，通过对无人机拍摄视频中置信度最高的目标图像视频帧进行处理，基于无人机的实时位置及配置信息，联动能够覆盖到目标位置的固定点位摄像机，计算摄像机的ptz值，以同步无人机和摄像机对定位目标进行多方位监测。
2、具体如下，本专利技术的第一方面提供了一种基于无人机实时位置联动摄像机定位目标的方法，包括以下步骤：
3、步骤一：将无人机航线上的固定点位摄像机接入铁塔视频汇聚系统，符合无人机调度条件时通过无人机平台进行调度；
4、铁塔视频汇聚系统是一种利用通信铁塔作为基础设施，通过视
5、步骤二：无人机飞行过程中，取目标位置识别置信度最大的视频帧，获取此时无人机和无人机云台的定位相关数据；
6、步骤三：对所述视频帧的图像进行预处理，将事件目标位置在图像中的像素坐标转换为相机坐标系下的坐标，再转换为世界坐标系下的坐标，公式如下：
7、；
8、；
9、；
10、；
11、其中：为目标在图像中的像素坐标；
12、为相机的焦距；
13、为图像中心点的像素坐标；
14、为目标距离相机的距离；
15、h为无人机的高度；
16、(、、)为目标在相机坐标系下的坐标；
17、(、、)为目标在世界坐标系下的坐标；
18、(、、)为无人机的gps定位坐标；
19、为旋转矩阵；
20、为无人机云台的偏航角；
21、为无人机云台的俯仰角；
22、为无人机云台的横滚角；
23、像素坐标系是以图像左上角为原点建立的直角坐标系，像素坐标系用于描述图像中单个像素的位置，通常在图像处理中使用。
24、相机坐标系是以摄像机光心为原点，光轴为z轴建立的三维直角坐标系。其中，x轴和y轴分别与成像平面平行，z轴指向相机的前方（即与成像平面垂直）。相机坐标系用于描述从相机视角看到的物体位置。
25、世界坐标系是一个三维直角坐标系，通常用于描述环境中任何物体的位置。它的原点可以根据需要自由设置，例如可以位于机器手底座或者前端执行器上。世界坐标系是其他坐标系的参考框架，用来描述相机和其他物体在真实世界中的位置。本专利技术中世界坐标系的原点与gps定位相同，为地球的质心。
26、步骤四：系统根据无人机坐标周边固定点位摄像机的可视范围是否涵盖事件目标位置，判断出进行联动的固定点位摄像机；
27、铁塔的固定点位摄像机，由于型号、焦距的差异，可视范围为3公里到10公里不等，还需要根据天气的影响进行调整，在雾天等遮挡视线的天气时，可视范围还会受到不同程度的削减，进行判断时需考虑到天气的影响。
28、步骤五：计算固定点位摄像机的ptz值并根据ptz值调节摄像机，同步固定点位摄像机与无人机的目标区域，计算公式如下：
29、；
30、；
31、；
32、其中：p为水平方位值；
33、t为俯仰方位值；
34、z为摄像机镜头焦距变倍值；
35、arccos为反余弦函数；
36、arctan为反正切函数；
37、为摄像头到目标点的距离；
38、b为p值为0的坐标点到目标点的距离；
39、c为摄像头到p值为0的坐标点的距离；
40、为摄像头所在点位高度；
41、为摄像头所在铁塔高度；
42、为目标点位高度；
43、distance为摄像头到目标点位的距离；
44、为图片的像素宽度；
45、为摄像头的最大焦距；
46、min为取最小值函数；
47、为摄像头焦距达到最大值时，摄像头能够清晰捕捉到的目标点的最大实际距离；
48、步骤六：对无人机拍摄视频和固定点位摄像机拍摄视频进行视频拼接，对目标位置进行多方位持续监测。
49、对无人机拍摄视频和固定点位摄像机拍摄视频进行视频拼接，具体为使用ffmpegjoiner等软件合并对同一目标位置的不同角度的拍摄视频，生成对目标位置的全景监控视频图像，进行多方位持续监测。
50、进一步地，所述符合无人机调度条件，具体包括：
51、由固定点位摄像机返回铁塔视频汇聚系统的视频中监测到目标事件，服务器对事件进行采集分析，并向责任人发起告警推送，责任人确认需持续追踪本事件并派遣无人机核实；
52、或达到无人机巡检时间，根据配置的固定航线调度无人机。
53、进一步地，所述取目标位置识别置信度最大的视频帧，包括：对于每一帧图像，都通过坐标转换的方法计算出坐标的预测位置，然后根据目标的实际位置与预测位置的差异来评估该帧图像的置信度，差异越小，置信度越高，最后，比较不同视频帧的置信度，选择置信度最大的视频帧作为最终结果。
54、进一步地，所述获取此时无人机和无人机云台的定位相关数据，具体包括：
55、根据巡检航线获取无人机云台的俯仰角、横滚角、偏航角参数；
56、无人机云台的俯仰角、横滚角、偏航角参数是描述无人机姿态的重要参数，通常通过传感器如陀螺仪和加速度计来测量，根据无人机的巡检航线设置和无人机控制系统的无人机姿态数据获得。
57、俯仰角是指无人机机体坐标轴与水平面之间的夹角。俯仰角的测量可以通过陀螺仪积分得到，也可以通过加速度计在没有自身加速度的情况下测量重力分量来确定。
58、横滚角是指无人机机体坐标轴与铅垂面之间的夹角。同样，横滚角可以通过陀螺仪积分获得，或者通过加速度计测量重力分量来确定。
59、偏航角是指无人机绕垂直轴旋转的角度，通常通过陀螺仪测量角速度并进行积分计算得到。此外，偏航角也可以通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于无人机实时位置联动摄像机定位目标的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机实时位置联动摄像机定位目标的方法，其特征在于，所述符合无人机调度条件，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于无人机实时位置联动摄像机定位目标的方法，其特征在于，所述取目标位置识别置信度最大的视频帧，包括：对于每一帧图像，都通过坐标转换的方法计算出坐标的预测位置，然后根据目标的实际位置与预测位置的差异来评估该帧图像的置信度，差异越小，置信度越高，最后，比较不同视频帧的置信度，选择置信度最大的视频帧作为最终结果。
4.根据权利要求1所述的一种基于无人机实时位置联动摄像机定位目标的方法，其特征在于，所述获取此时无人机和无人机云台的定位相关数据，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于无人机实时位置联动摄像机定位目标的方法，其特征在于，所述预处理包括对图像进行去噪和灰度增强。
6.根据权利要求1所述的一种基于无人机实时位置联动摄像机定位目标的方法，其特征在于，所述俯仰方位值在进行计算时，默认铁塔位置与目
7.根据权利要求1所述的一种基于无人机实时位置联动摄像机定位目标的方法，其特征在于，所述根据PTZ值调节摄像机，具体为：根据P值调整摄像机的水平旋转角度；根据T值调整摄像机的俯仰角度；根据Z值调节摄像机的镜头焦距变倍值。
...【技术特征摘要】
1.一种基于无人机实时位置联动摄像机定位目标的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机实时位置联动摄像机定位目标的方法，其特征在于，所述符合无人机调度条件，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于无人机实时位置联动摄像机定位目标的方法，其特征在于，所述取目标位置识别置信度最大的视频帧，包括：对于每一帧图像，都通过坐标转换的方法计算出坐标的预测位置，然后根据目标的实际位置与预测位置的差异来评估该帧图像的置信度，差异越小，置信度越高，最后，比较不同视频帧的置信度，选择置信度最大的视频帧作为最终结果。
4.根据权利要求1所述的一种基于无人机实时位置联动摄像机定位目标的...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏晓蒙，黄琳欢，戴方雄，谭敏，黄雷鸣，
申请(专利权)人：中国铁塔股份有限公司湘潭市分公司，
类型：发明
国别省市：
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