17、基于视觉的无人机位姿估计方法详解

基于视觉的无人机位姿估计方法详解

1. 引言

在无人机的飞行过程中，准确获取其位姿信息至关重要。通过一些特定的方程以及飞行中拍摄的图像之间的关联，或者结合飞行路线的精确预获取图像，能够实现无人机位姿的获取。虽然各种策略都运用了摄影测量的方法来计算位姿，但它们在获取信息的方式上各有不同。下面将详细介绍几种常见的视觉无人机位姿估计方法。

2. 投影变换方程

2.1 方程形式

投影变换的方程最初以如下形式呈现：
[
\begin{cases}
x_p - x_c = -f\frac{m_{11}(X_P - X_C) + m_{12}(Y_P - Y_C) + m_{13}(Z_P - Z_C)}{m_{31}(X_P - X_C) + m_{32}(Y_P - Y_C) + m_{33}(Z_P - Z_C)}\
y_p - y_c = -f\frac{m_{21}(X_P - X_C) + m_{22}(Y_P - Y_C) + m_{23}(Z_P - Z_C)}{m_{31}(X_P - X_C) + m_{32}(Y_P - Y_C) + m_{33}(Z_P - Z_C)}
\end{cases}
]
将其改写为矩阵形式为：
[
\begin{cases}
x’ = -f\frac{M_1 \cdot \mathbf{X}}{M_3 \cdot \mathbf{X}}\
y’ = -f\frac{M_2 \cdot \mathbf{X}}{M_3 \cdot \mathbf{X}}
\end{cases}
]