[发明专利]一种多视角倾斜影像双点定位方法

说明书

本发明涉及一种多视角倾斜影像双点定位方法。主要包括以下几个步骤：1）利用无人机获取至少6张能够同时观测到两个物方点的影像；2）通过无人机的GPS得到影像位置；3）获得两物方点在无人机影像中的像点坐标；4）将影像位置、像点坐标和相机内参代入双点定位算法得到物方点坐标。此方法避免了IMU角度对定位精度的严重影响以及无控制条件下影像空中三角测量得到的外方位元素不精确对定位精度的影响，有效提高了物方点定位精度。

技术领域

本发明涉及一种物方点定位方法，特别是涉及一种多视角倾斜影像双点定位方法。

背景技术

在测图领域，广泛涉及解求地面点的物方坐标。物方坐标的确定对于自然资源管理与监测、道路监测和地形图更新等方面起着重要作用。现有的解求物方点坐标的方法有双片前方交会法和多片前方交会法。

双片前方交会法利用两张像片前方交会并采用平差方法解求物方点坐标，但获得的地物点坐标精度仍然不是很高，主要原因是双片前方交会中影像质量不高导致像点坐标存在误差，同时交会角大小也会影响物方坐标精度。

多片前方交会法，即多基线摄影测量前方交会法，一般可分为光束法前方交会法和线性前方交会法。线性前方交会法的方程为线性方程，无须线性化，也不需要提供初值，求解速度较快，但其求解得到的物方点精度不高。光束法前方交会法以双片前方交会得到的物方点坐标作为初值，以共线方程作为基础方程并对其进行线性化，利用最小二乘迭代求解最终得到高精度的物方测量坐标，但定位精度严重依赖外方位元素的准确度，无控制条件下该方法精度难以得到保障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种多视角倾斜影像双点定位方法。通过该方法，可以在无惯性传感器(Inertial Measurement Unit，IMU)角度和无控制条件下求解物方点坐标，以得到高精度的物方点坐标。

为了达到上述目的，本发明涉及一种多视角倾斜影像双点定位方法。主要包括以下几个步骤：1)利用无人机获取至少6张能够同时观测到两个物方点的影像；2)通过无人机的GPS得到影像位置；3)获得两物方点在无人机影像中的像点坐标；4)将影像位置、像点坐标和相机内参代入双点定位算法得到物方点坐标。

本发明提出了多视角倾斜影像双点定位的新方法，避免了IMU角度对定位精度的严重影响以及无控制条件下影像空中三角测量得到的外方位元素不精确对定位精度的影响，有效提高了物方点定位精度。

具体地，本发明方法包括如下步骤：

(1)利用无人机获取至少6张能够同时观测到两个物方点的影像；

(2)通过无人机的GPS得到影像位置；

(3)获得两物方点在无人机影像中的像点坐标；

(4)将影像位置、像点坐标和相机内参代入双点定位算法得到物方点坐标。

本发明中无人机获取的影像应同时观测到两个物方点且影像数量应不少于6张。

本发明将无人机获取影像时记录的影像位置、影像中物方点对应像点坐标和相机内参代入双点定位算法得到物方点坐标，双点定位算法使用到的计算公式为：

式中O是影像的摄影中心，a和b为物方点在图像上的投影点，∠AOB为观测角度。

式中O是影像的摄影中心，A和B为影像观测到的物方两点，∠AOB为观测角度。

观测角度∠AOB先通过像点坐标和影像位置使用公式(1)得到；代入公式(2)中，物方点A和B是未知的，一共有6个未知数，通过至少6张观测影像联合求解物方A、B两点的坐标。