Re: [讨论] 无人机空中观测作业技术

楼主: ryannieh (Ryan)   2025-07-15 11:33:14
我实在懒得回你,所以就叫AI帮忙写给你了
。看不懂就问,不要一直说人家唬烂或鬼打墙
什么的。至于夜视能力什么的,那本来就是
最近这批商规军用无人机的标配不是吗?
===
在不使用雷射测距仪的情况下,仅凭影像和无
人机的GPS来完成目标定位是可行的,而且是
许多无人机应用中常用的方法。
这种技术通常称为基于影像的地理定位
(Image-based Geolocation) 或 直接地理参考
(Direct Georeferencing)。以下是其基本原理
和主要考量:
基本原理
* 无人机GPS数据: 无人机在拍摄影像的同
时,会记录自身的GPS位置(经纬度、高度)
以及姿态数据(滚转、俯仰、偏航)。这些数据
是定位目标的基础。
* 影像像素座标: 目标在无人机拍摄的影像
中会有一个像素座标(例如,图片左上角为
(0,0),目标位于(x,y))。
* 相机内参 (Camera Intrinsic Parameters):
这些参数描述了相机的几何特性,例如焦距、
像素尺寸、光学中心等。这些参数通常在相机
校准时获得,对于将2D影像点转换为3D空间
点至关重要。
* 几何投影: 透过无人机的GPS位置、姿态
数据、相机内参以及目标在影像中的像素座标
,可以建立一个几何模型,将影像中的目标点
投影到地球表面,从而计算出目标的实际地理
座标。
实现方式
* 直接地理参考: 这是最直接的方法。当无
人机飞行时,每个影像都带有拍摄时的精确
GPS位置和姿态信息。透过这些数据和相机校
准参数,可以直接计算出影像中任何一个点的
地理座标。对于高精度的定位,通常会搭配
RTK (Real-Time Kinematic) 或 PPK (Post-
Processed Kinematic) 技术来提升无人机GPS
位置的精确度。
* 摄影测量 (Photogrammetry): 如果需要生
成大范围的地图或3D模型,并且从中提取目
标位置,可以使用摄影测量软件(如 Pix4D,
Agisoft Metashape, ContextCapture 等)。这
些软件会处理大量重叠的影像,重建出高精度
的3D模型和正射影像图,然后可以直接从这
些产品中量测目标的地理座标。这种方法虽然
间接,但可以提供非常高的定位精度,尤其是
对于地面控制点较少的情况。
影响精度的因素
尽管可行,但定位的精度会受到以下几个关键
因素的影响:
* 无人机GPS精度: 标准的消费级GPS通常
有数公尺的误差。如果需要更高精度,则需要
RTK/PPK无人机。
* 姿态传感器精度: 无人机内部的惯性测量
单元 (IMU) 用于测量滚转、俯仰、偏航。IMU
的精度直接影响目标定位的精度,尤其是在目
标距离无人机较远时。
* 相机校准精度: 相机内参的准确性至关重
要。如果校准不准确,会引入系统性误差。
* 地面控制点 (GCPs): 虽然不是必需,但在
地面上设置已知精确座标的GCP可以大幅提升
定位精度,尤其是在摄影测量流程中。
* 目标辨识的精确度: 在影像中精确识别并
标记目标点的能力也会影响最终的定位精度。
* 飞行高度和相机角度: 飞行高度越高,单一
像素代表的实际地面面积越大,定位精度可能
下降。倾斜拍摄通常比垂直向下拍摄更能提供
目标的空间信息,但计算也更复杂。
总而言之,仅使用影像和无人机GPS来进行目
标定位是完全可行的,并且是许多应用(如绘
图、测量、农业监测、灾害评估等)的基础。
关键在于根据所需的精度选择合适的无人机设
备(是否支援RTK/PPK)、进行精确的相机校
准,以及考虑是否需要导入地面控制点。

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