在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本發(fā)明還可以做如下改進。
[0045] 進一步,所述吻合位姿參數(shù)求解模塊包括初始單元、第一判斷單元、粗調(diào)單元、第 二判斷單元、優(yōu)化單元和投影生成單元;
[0046] 所述初始單元,其用于預(yù)設(shè)所述三維模型的位姿參數(shù),并驅(qū)動所述投影生成單元 工作;
[0047] 所述第一判斷單元,其用于判斷初始位姿參數(shù)對應(yīng)的所述投影的二維輪廓是否與 所述成像的二維輪廓套合;是,則驅(qū)動所述優(yōu)化單元工作;否,則在所述初始位姿參數(shù)的基 礎(chǔ)上驅(qū)動所述粗調(diào)單元工作;
[0048]所述粗調(diào)單元,其用于粗調(diào)所述三維模型的位姿參數(shù),并驅(qū)動所述投影生成單元 工作;
[0049] 所述第二判斷單元,其用于判斷粗調(diào)位姿參數(shù)對應(yīng)的所述投影的二維輪廓是否與 所述成像的二維輪廓套合;是,則驅(qū)動所述優(yōu)化單元工作,否,則在當前粗調(diào)位姿參數(shù)的基 礎(chǔ)上驅(qū)動所述粗調(diào)單元工作;
[0050] 所述優(yōu)化單元,其用于使用非線性最優(yōu)化方法,在預(yù)設(shè)空間范圍內(nèi)修改套合時所 述三維模型的位姿參數(shù),并驅(qū)動所述投影生成單元工作,搜索吻合度極小值點,所述極小值 點對應(yīng)的所述三維模型的位姿參數(shù)即為所述三維模型在所述圖像對應(yīng)的像幅內(nèi)的投影的 二維輪廓與所述成像的二維輪廓吻合時所述三維模型的位姿參數(shù);
[0051] 所述投影生成單元,其用于根據(jù)接收的所述三維模型的位姿參數(shù)生成所述三維模 型在所述像幅內(nèi)的投影;
[0052] 其中,所述套合為所述投影的二維輪廓與所述成像的二維輪廓的重合度在預(yù)設(shè)重 合范圍內(nèi);
[0053]所述吻合度根據(jù)如下第一公式計算,
[0054]所述第一公式如下所示:
[0056]其中,所述F為所述吻合度,所述Pll為所述投影的二維輪廓中的任一離散點,所述 P2i為所述成像的二維輪廓中與所述pii距離最近的離散點,所述Distance (pu,p2i)為所述 Pll與所述p2l之間的距離,所述M為所述投影的二維輪廓中離散點的個數(shù)。
[0057]進一步,
[0058]所述投影生成單元具體功能包括如下步驟:
[0059]步驟a,用所述攝影設(shè)備拍攝平面標定板,解算所述攝影設(shè)備的內(nèi)方位元素;用所 述攝影設(shè)備以所述預(yù)設(shè)傾斜角度拍攝具有控制點的目標,并量測所述控制點的像點的坐 標,根據(jù)所述控制點的坐標和所述像點的坐標,解算所述攝影設(shè)備的外方位元素;
[0000]步驟b,設(shè)所述三維模型的參考坐標系ο-xyz的xoy平面與所述待定位定姿物體所 在的地面重合;根據(jù)如下第一公式組計算所述三維模型的多個任一點在所述像幅內(nèi)的像 點,獲取所述三維模型在所述像幅內(nèi)的投影;
[0061 ] 所述第一公式組如下所示:
[0063]其中,所述1〇、}^、;|^4、1^1、1?、口1和口2為所述內(nèi)方位元素,所述1'11、1'12、1'13121、『22、 123、乃1、乃2、133上、¥5和25為所述外方位元素,
,所述(Χ,Υ,Ζ)為 所述三維模型的任一點在所述參考坐標系o-xyz中的坐標,所述(x,y)為所述三維模型在所 述參考坐標系o-xyz中坐標為(X,Y,Z)的點在所述像幅內(nèi)的像點的坐標,所述(Δχ,Ay)為 坐標為(X,y)的像點的畸變量;
[0064]根據(jù)如下第二公式組求解任一位姿參數(shù)對應(yīng)的所述三維模型的任一點在所述參 考坐標系ο-xyz中的坐標;
[0065] 所述第二公式組如下所示:
[0067]其中,所述(X",Y",Z")為所述三維模型的位姿參數(shù)為(0,0,0)時,所述三維模型的 任一點在所述參考坐標系o-xyz中的坐標,其可通過將所述三維模型的位姿參數(shù)設(shè)置為(0, 〇,〇),對所述三維模型進行掃描,并將掃描獲取的坐標乘以所述待定位定姿物體與所述三 維模型的比例因子獲得;所述0 11^,¥1也,011^)為所述三維模型的任一位姿參數(shù);所述(乂/, 疒,Z')為所述三維模型的位姿參數(shù)為(0,0,0)時所述三維模型在所述參考坐標系o-xyz中 坐標為(X",Y",z")的點在所述三維模型的位姿參數(shù)為〇^^,¥^^,0^^)時在所述參考坐標 系o-xyz中的坐標。
[0068]進一步,所述傾斜攝影定位定姿系統(tǒng)還包括驅(qū)動模塊,其用于將當前幀圖像對應(yīng) 的求解的所述待定位定姿物體的位姿參數(shù)作為下一幀圖像對應(yīng)的所述待定位定姿物體的 三維模型的初始位姿參數(shù),驅(qū)動所述攝影設(shè)備、吻合位姿參數(shù)求解模塊和賦值模塊工作,求 解所述下一幀圖像對應(yīng)的所述待定位定姿物體的位姿參數(shù),依次迭代,實現(xiàn)視頻圖像中每 一幀圖像對應(yīng)的所述待定位定姿物體的位姿參數(shù)的求解。
[0069] 本發(fā)明的另一技術(shù)方案如下:
[0070] -種飛機定位定姿系統(tǒng),采用上述一種傾斜攝影定位定系統(tǒng)實現(xiàn)飛機的定位定 姿,所述待定位定姿物體為飛機。
【附圖說明】
[0071 ]圖1為本發(fā)明一種傾斜攝影定位定姿方法的方法流程圖;
[0072] 圖2為本發(fā)明一種傾斜攝影定位定姿方法的一種平面標定板示意圖;
[0073] 圖3為本發(fā)明一種飛機定位定姿方法中攝影設(shè)備以預(yù)設(shè)傾斜角度拍攝飛機示意 圖;
[0074] 圖4為本發(fā)明一種飛機定位定姿方法中攝影設(shè)備獲取的圖像示意圖;
[0075]圖5為本發(fā)明一種飛機定位定姿方法中飛機的三維模型的位姿參數(shù)設(shè)置為(0,0, 0)時掃描生成的數(shù)字三維模型示意圖;
[0076]圖6為本發(fā)明一種飛機定位定姿方法中飛機的三維模型生成的投影的示意圖; [0077]圖7為本發(fā)明一種飛機定位定姿方法中飛機的三維模型生成的投影的二維輪廓與 飛機的成像的二維輪廓套合示意圖;
[0078] 圖8為本發(fā)明一種傾斜攝影定位定姿系統(tǒng)的原理框圖。
【具體實施方式】
[0079] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述,所舉實例只用于解釋本發(fā)明,并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0080] 如圖1所示,一種傾斜攝影定位定姿方法,包括如下步驟:
[0081] 步驟1,攝影設(shè)備以預(yù)設(shè)傾斜角度拍攝待定位定姿物體,獲取包含所述待定位定姿 物體的成像的圖像;
[0082] 步驟2,調(diào)整所述待定位定姿物體的三維模型的位姿參數(shù),使所述三維模型在所述 圖像對應(yīng)的像幅內(nèi)的投影的二維輪廓與所述成像的二維輪廓吻合,提取吻合時所述三維模 型的位姿參數(shù);
[0083]所述步驟2的具體實現(xiàn)包括如下步驟:
[0084]步驟21,預(yù)設(shè)所述三維模型的位姿參數(shù),并生成所述三維模型在所述像幅內(nèi)的投 影;
[0085]步驟22,判斷初始位姿參數(shù)對應(yīng)的所述投影的二維輪廓是否與所述成像的二維輪 廓套合;是,則執(zhí)行步驟25;否,則在所述初始位姿參數(shù)的基礎(chǔ)上執(zhí)行步驟23;
[0086]步驟23,粗調(diào)所述三維模型的位姿參數(shù),并生成所述三維模型在所述像幅內(nèi)的投 影;
[0087] 步驟24,判斷粗調(diào)位姿參數(shù)對應(yīng)的所述投影的二維輪廓是否與所述成像的二維輪 廓套合;是,則執(zhí)行步驟25,否,則在當前粗調(diào)位姿參數(shù)的基礎(chǔ)上返回執(zhí)行步驟23;
[0088] 步驟25,使用非線性最優(yōu)化方法,在預(yù)設(shè)空間范圍內(nèi)修改套合時所述三維模型的 位姿參數(shù),并生成所述三維模型在所述像幅內(nèi)的投影,搜索吻合度極小值點,所述極小值點 對應(yīng)的所述三維模型的位姿參數(shù)即為所述三維模型在所述圖像對應(yīng)的像幅內(nèi)的投影的二 維輪廓與所述成像的二維輪廓吻合時所述三維模型的位姿參數(shù);
[0089] 其中,所述套合為所述投影的二維輪廓與所述成像的二維輪廓的重合度在預(yù)設(shè)重 合范圍內(nèi);
[0090] 所述吻合度根據(jù)如下第一公式計算,
[0091 ]所述第一公式如下所示:
[0093]其中,所述F為所述吻合度,所述Pll為所述投影的二維輪廓中的任一離散點,所述 P2i為所述成像的二維輪廓中與所述pii距離最近的離散點,所述Distance (pu,p2i)為所述 Pll與所述p2l之間的距離,所述M為所述投影的二維輪廓中離散點的個數(shù)。
[0094] 所述生成所述三維模型在所述像幅內(nèi)的投影的具體實現(xiàn)包括如下步驟:
[0095] 步驟a,用所述攝影設(shè)備拍攝平面標定板,一種所述平面標定板如圖2所示,解算所 述攝影設(shè)備的內(nèi)方位元素;用所述攝影設(shè)備以所述預(yù)設(shè)傾斜角度拍攝具有控制點的目標, 并量測所述控制點的像點的坐標,根據(jù)所述控制點的坐標和所述像點的坐標,解算所述攝 影設(shè)備的外方位元素;
[0096]步驟b,設(shè)所述三維模型的參考坐標系ο-xyz的xoy平面與所述待定位定姿物體所 在的地面重合,則只需考慮所述三維模型在xoy平面中的位置和方向即可獲知所述待定位 定姿物體的位置和方向;根據(jù)如下第一公式組計算所述三維模型的多個任一點在所述像幅 內(nèi)的像點,獲取所述三維模型在所述像幅內(nèi)的投影;
[0097] 所述第一公式組如下所示:
[0099]其中,所述10、5^、;|^4、1^1、1?、口1和口2為所述內(nèi)方位元素,所述1'11、1'12、1'13、121、『22、 1'23