1.一种基于二维图像的无人机着舰视景模拟方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1:采用多幅原始二维图像进行平面视景拼接,生成模拟视觉场景;
步骤2:根据模拟视觉场景建立大地坐标系,以及原始二维图像的平面坐标系;
步骤3:根据原始二维图像的比例尺,得到大地坐标系中的坐标与每幅原始二维图像的平面坐标系中像素点坐标的关系公式(一);
步骤4:根据无人机的位置信息和姿态信息,计算无人机当前应该获取到的视景图像中,像素点A对应的视觉射线指向模拟视觉场景中的目标点B在大地坐标系中的坐标;在步骤4中,先建立无人机的视觉直角坐标系,将大地坐标系原点平移使其与视觉直角坐标系原点重合,形成临时坐标系,得到目标点B在视觉直角坐标系和临时坐标系的转换关系公式(二);再建立无人机的视觉球面坐标系,得到目标点B在视觉直角坐标系与视觉球面坐标系的转换关系公式(三),结合转换关系公式(二)得到目标点B在临时坐标系与视觉球面坐标系的转换关系公式(四);计算像素点A对应的视觉射线在视觉球面坐标系中的角度,根据转换关系公式(四)计算出目标点B在临时坐标系中的坐标,再根据临时坐标系与大地坐标系之间的平移关系计算得到目标点B在大地坐标系中的坐标;
步骤5:根据关系公式(一)计算得到目标点B在原始二维图像的平面坐标系中对应的像素点坐标;
步骤6:获取目标点B所对应像素点的颜色信息,将颜色信息对应录入无人机当前应该获取到的视景图像中,生成无人机的当前视景图像。
2.如权利要求1所述的一种基于二维图像的无人机着舰视景模拟方法,其特征在于:在步骤1中,所述多幅原始二维图像包括一幅在海面上泊有舰艇的中心图像,其余为复制于一幅仅仅是海面的图像的复制图像,复制图像围绕中心图像进行拼接。
3.如权利要求2所述的一种基于二维图像的无人机着舰视景模拟方法,其特征在于:在步骤2中,以中心图像的中心点作为原点,以中心图像上舰艇的舰首方向为x轴方向,以舰艇右侧为y轴方向,z轴方向指向地心,建立大地坐标系;原始二维图像的平面坐标系以原始二维图像左上角为坐标原点,水平向右为x轴方向,竖直向下为y轴方向。
4.如权利要求3所述的一种基于二维图像的无人机着舰视景模拟方法,其特征在于:所述关系公式(一)为:其中x和y分别为地面坐标,i1、j1分别为中心图像的平面坐标系中像素点的横、纵坐标,i2、j2分别为复制图像的平面坐标系中像素点的横、纵坐标,原始二维图像以左上角为像素点的坐标原点;k为每米距离对应的原始二维图像像素数,*是一个取整乘法运算;L、H分别为原始二维图像的宽度和高度。
5.如权利要求1所述的一种基于二维图像的无人机着舰视景模拟方法,其特征在于:所述目标点B在视觉直角坐标系到临时坐标系的转换关系公式(二)为:T T
其中[xt,yt,zt]为目标点B在临时坐标系下的坐标,[x',y',z']为目标点B在视觉直角坐标系下的坐标;
其中θ是俯仰角,ψ是偏航角,φ是滚转角。
6.如权利要求1所述的一种基于二维图像的无人机着舰视景模拟方法,其特征在于:所述目标点B在视觉直角坐标系与视觉球面坐标系的转换关系公式(三)为:其中c'为像素点A对应的视觉射线在视觉直角坐标系中X’OZ’平面的投影与OX’之间的夹角,d'为像素点A对应的视觉射线与其在视觉直角坐标系中X’OZ’平面的投影之间的夹角,r为模。