一種基于多源信息融合的高速攝影自動觸發方法技術

本發明專利技術屬于高速攝影近景攝影測量技術領域，涉及一種基于多源信息融合的高速攝影自動觸發方法。通過實時采集飛機的氣壓高度、GPS高度、GPS經度、GPS緯度和無線電高度，并利用獲得的攝像機的GPS高度、GPS經度和GPS緯度，不斷計算飛機與攝像機的高度差和飛機與攝像機的水平距離，當高度差和水平距離同時滿足條件時自動觸發高速攝像機工作。提供了一種高效、低成本的高速攝影觸發方法。

High speed photography automatic triggering method based on multi-source information fusion

The invention belongs to the technical field of high speed photography close range photogrammetry, and relates to an automatic triggering method of high speed photography based on multi-source information fusion. The air pressure height, real-time acquisition of aircraft GPS height, GPS GPS longitude, latitude and altitude and the use of the radio, camera GPS GPS GPS height, the longitude and latitude, we calculate aircraft and camera height difference and the horizontal distance between the camera and the plane, automatically triggering high speed camera work when the difference in height and horizontal distance to meet at the same time when conditions. The invention provides an efficient and low-cost method for triggering high speed photography.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于高速攝影近景攝影測量
，涉及一種基于多源信息融合的高速攝影自動觸發方法。
技術介紹
在某飛機起飛/著陸課題中，在機場起飛區與著陸區加裝多臺、多站點高速攝像機，通過遠程觸發高速攝像機獲取圖像信息，測量飛機起飛/著陸段的姿態、運動軌跡與速度等相關試飛參數，為飛行試驗提供高精度、高采樣率的測試信息。以往對高速攝像機采用人工觸發模式，通過高速攝像機控制軟件預先設置影像段總時間及觸發時刻前后預留時間，待操作人員目視目標飛機進入攝像機視場內，操作攝像機控制軟件對其進行觸發并記錄、存儲、下載圖像。針對飛行員批量訓練任務，飛機數量多，兩機間隔時間短，人工觸發誤觸發概率較大，且消耗大量人力、物力。
技術實現思路
本專利技術解決的技術問題為：提供一種高效、低成本的高速攝影觸發方法。本專利技術的技術方案為：一種基于多源信息融合的高速攝影自動觸發方法，其特征為：通過實時采集飛機的氣壓高度、GPS高度、GPS經度、GPS緯度和無線電高度，并利用獲得的攝像機的GPS高度、GPS經度和GPS緯度，不斷計算飛機與攝像機的高度差和飛機與攝像機的水平距離，當高度差和水平距離同時滿足條件時自動觸發高速攝像機工作。作為本技術方案的一種改進，所述方法包括如下步驟：步驟一，實時采集飛機的氣壓高度、GPS高度、GPS經度、GPS緯度和無線電高度，并獲得攝像機的GPS高度、GPS經度和GPS緯度；步驟二，根據步驟一中獲得的信息計算飛機與攝像機的高度差，和飛機與攝像機的水平距離；步驟三，判斷飛機與攝像機的高度差，以及飛機與攝像機的水平距離是否同時滿足要求；步驟四，當飛機與攝像機的高度差，以及飛機與攝像機的水平距離同時滿足要求時觸發高速攝像機開始工作。作為本技術方案的一種改進，根據以下公式計算飛機與攝像機的高度差，G1＝(HW(t)+HG(t)+HF(t)+HQ(t))/4；其中，G1為飛機與攝像機的高度差，HQ(t)為氣壓高度，HG(t)為GPS高度，HW(t)為無線電高度，HF(t)為飛機高度。作為本技術方案的一種改進，根據以下公式計算飛機與攝像機的水平距離，q1＝WG(t)*pi/180；q2＝JG(t)*pi/180；f1＝CW(t)*pi/180；f2＝CJ(t)*pi/180；n＝a/sqrt(1-e*sin(f1)*sin(f1))；n0＝a/sqrt(1-e*sin(q1)*sin(q1))；l＝f2-q2；d＝e*(n0*sin(q1)-n*sin(f1))；xt＝(n+CG(t))*cos(f1)*sin(l)；yt＝(n+CG(t))*(sin(f1)*cos(q1)-sin(q1)*cos(f1)*cos(l))+d*cos(q1)；zt＝(a+CG(t))*(sin(f1)*sin(q1)+cos(f1)*cos(q1)*cos(l))-a-HG(t)；G3＝sqrt(yt*yt+xt*xt)；G3為飛機與攝像機的水平距離，設置pi＝3.14159、常數a＝6378137.0、地球曲率e＝0.00669438；設置中間過渡參數q1,q2,f1,f2；設置中間過渡參數n,n0,l,d；設置中間過渡參數xt、yt、zt；其中，CH(t)為攝像機的GPS高度,CJ(t)為攝像機的GPS經度,CW(t)為攝像機的GPS緯度。作為本技術方案的一種改進，根據以下方法判斷飛機與攝像機的高度差是否滿足條件：當高度差小于300米時，開始以5幀/秒的速度統計50次計算結果，當統計結果中有48次以上小于300米時，判定高速像機進入預觸發狀態1。作為本技術方案的一種改進，根據以下方法判斷飛機與攝像機的水平距離是否滿足條件：當水平距離小于200米時，開始以5幀/秒的速度統計50次計算結果，當統計結果中有48次以上小于200米時，判定高速像機進入預觸發狀態2。本專利技術的有益效果為：通常采用人工觸發方式，至少需要3名工作人員，且工作強度較大，誤觸發概率較大，不利于保障飛行試驗數據的準確性。本專利技術可以使技術人員從繁瑣的重復性工作中解脫出來，在像機操作時只需1名值班人員，降低了工作強度，大大降低誤觸發概率，提高工作效率，可有效保障飛行試驗數據的準確性和高效性。具體實施方式下面結合實施例對本技術方案做進一步詳細說明。一種基于多源信息融合的高速攝影自動觸發方法，其特征為：通過實時采集飛機的氣壓高度、GPS高度、GPS經度、GPS緯度和無線電高度，并利用獲得的攝像機的GPS高度、GPS經度和GPS緯度，不斷計算飛機與攝像機的高度差和飛機與攝像機的水平距離，當高度差和水平距離同時滿足條件時自動觸發高速攝像機工作。所述的方法通過以下步驟實現：步驟一，實時采集飛機的氣壓高度、GPS高度、GPS經度、GPS緯度和無線電高度，并獲得攝像機的GPS高度、GPS經度和GPS緯度；步驟二，根據步驟一中獲得的信息計算飛機與攝像機的高度差，和飛機與攝像機的水平距離；步驟三，判斷飛機與攝像機的高度差，以及飛機與攝像機的水平距離是否同時滿足要求；步驟四，當飛機與攝像機的高度差，以及飛機與攝像機的水平距離同時滿足要求時觸發高速攝像機開始工作。實施例如下：1)實時遙測數據提取通過網絡電臺，接收實時機載數據，通過數據處理軟件，提取氣壓高度、GPS高度、GPS經度、GPS緯度、無線電高度、飛機高度等信息，分別設為HQ(t)、HG(t)、JG(t)、WG(t)、HW(t)、HF(t)，其中t為時間量。2)實時艦船數據提取通過船舶信息傳輸系統，實時接收并處理艦船的GPS高度、GPS經度、GPS緯度等信息，分別設置為CH(t),CJ(t),CW(t),其中t為時間量。3)高速攝像機觸發時刻判據設定關鍵參數1，為高度參考值，設定為G1：G1＝(HW(t)+HG(t)+HF(t)+HQ(t))/4；關鍵參數2，為計數器，設定為G2：當G1<300米時，G2開始從零計數，然后以5幀/秒的速度計算G1，統計50次得G1值，當累計有G2的值超過48次小于300時，判定高速像機進入預觸發狀態1。關鍵參數3，為距離參考值，設定為G3當高速像機進入預觸發狀態后,通過程序計算船與目標飛機的水平距離設置pi＝3.14159、常數a＝6378137.0、地球曲率e＝0.00669438；設置中間過渡參數q1,q2,f1,f2；設置中間過渡參數n,n0,l,d；設置中間過渡參數xt、yt、zt；q1＝WG(t)*pi/180；q2＝JG(t)*pi/180；f1＝CW(t)*pi/180；f2＝CJ(t)*pi/180；n＝a/sqrt(1-e*sin(f1)*sin(f1))；n0＝a/sqrt(1-e*sin(q1)*sin(q1))；l＝f2-q2；d＝e*(n0*sin(q1)-n*sin(f1))；xt＝(n+CG(t))*cos(f1)*sin(l)；yt＝(n+CG(t))*(sin(f1)*cos(q1)-sin(q1)*cos(f1)*cos(l))+d*cos(q1)；zt＝(a+CG(t))*(sin(f1)*sin(q1)+cos(f1)*cos(q1)*cos(l))-a-HG(t)；G3＝s本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于多源信息融合的高速攝影自動觸發方法，其特征為：通過實時采集飛機的氣壓高度、GPS高度、GPS經度、GPS緯度和無線電高度，并利用獲得的攝像機的GPS高度、GPS經度和GPS緯度，不斷計算飛機與攝像機的高度差和飛機與攝像機的水平距離，當高度差和水平距離同時滿足條件時自動觸發高速攝像機工作。

【技術特征摘要】
1.一種基于多源信息融合的高速攝影自動觸發方法，其特征為：通過實時采集飛機的氣壓高度、GPS高度、GPS經度、GPS緯度和無線電高度，并利用獲得的攝像機的GPS高度、GPS經度和GPS緯度，不斷計算飛機與攝像機的高度差和飛機與攝像機的水平距離，當高度差和水平距離同時滿足條件時自動觸發高速攝像機工作。2.根據權利要求1所述的一種基于多源信息融合的高速攝影自動觸發方法，其特征為所述方法包括如下步驟：步驟一，實時采集飛機的氣壓高度、GPS高度、GPS經度、GPS緯度和無線電高度，并獲得攝像機的GPS高度、GPS經度和GPS緯度；步驟二，根據步驟一中獲得的信息計算飛機與攝像機的高度差，和飛機與攝像機的水平距離；步驟三，判斷飛機與攝像機的高度差，以及飛機與攝像機的水平距離是否同時滿足要求；步驟四，當飛機與攝像機的高度差，以及飛機與攝像機的水平距離同時滿足要求時觸發高速攝像機開始工作。3.根據權利要求2所述的一種基于多源信息融合的高速攝影自動觸發方法，其特征為：根據以下公式計算飛機與攝像機的高度差，G1＝(HW(t)+HG(t)+HF(t)+HQ(t))/4；其中，G1為飛機與攝像機的高度差，HQ(t)為氣壓高度，HG(t)為GPS高度，HW(t)為無線電高度，HF(t)為飛機高度。4.根據權利要求2所述的一種基于多源信息融合的高速攝影自動觸發方法，其特征為：根據以下公式計算飛機與攝像機的水平距離，q1＝WG(t)*pi/180；q2＝JG(t)*pi/180；f1＝CW(t)*pi/180；f2＝CJ(t)*pi/180；n＝a/sqrt(1-e*sin...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳貝，張建花，李宏，張杰，吳衡，
申請(專利權)人：中國飛行試驗研究院，
類型：發明
國別省市：陜西;61