Question

我正在尝试计算使用无人机拍摄的图像的中心像素的真实世界3D坐标。我有无人机的经度，纬度，高度和欧拉角（偏航，俯仰和横滚）。假定地面平坦（海平面，因为这是无人机的绝对高度）。

目前，我只看图像的中心，因此可能不需要滚动角，但是我仍然可以将其用于将来。

如果可能的话，我对图像中心的纬度，经度和高度（0）感兴趣。

我尝试用欧拉角制作一个旋转矩阵，并将其乘以无人机与地面之间的向量。然后将结果添加到无人机的初始位置矢量，然后添加到长度，直到它撞到海平面。但这似乎并没有达到预期的效果。

编辑：我一直在解决这个问题并进行了一些更新，但是我仍然没有正确解决它。我将结果绘制在地图上并与已知位置进行比较，我可以知道结果不正确。代码：

func calculateImagePointCoordinate(v: GLKVector3, droneCoords: Coordinate, gimYaw: Float, gimPitch: Float, gimRoll: Float) -> Coordinate {
// v = GLKVector3 with image coordinates, example (0,0,altitude) for image center

    let radYaw      = degreesToRadians(gimYaw)
    let radPitch    = degreesToRadians(gimPitch)
    let radRoll     = degreesToRadians(gimRoll)

    let rotationMatrixRoll = GLKMatrix3Make(1, 0, 0,
                                            0, cosf(radRoll), sinf(radRoll),
                                            0, -sinf(radRoll), cosf(radRoll))

    let rotationMatrixPitch = GLKMatrix3Make(cosf(radPitch), 0, sinf(radPitch),
                                             0, 1, 0,
                                             -sinf(radPitch), 0, cosf(radPitch))

    let rotationMatrixYaw = GLKMatrix3Make(cosf(radYaw), sinf(radYaw), 0,
                                           -sinf(radYaw), cosf(radYaw), 0,
                                           0, 0, 1)

    let rollPitch = GLKMatrix3Multiply(rotationMatrixRoll, rotationMatrixPitch)
    let rollPitchYaw = GLKMatrix3Multiply(rollPitch, rotationMatrixYaw)

    let transpose = GLKMatrix3Transpose(rollPitchYaw)

    let rotatedVector   = GLKMatrix3MultiplyVector3(rollPitchYaw, v)

    let rotateBack = GLKMatrix3MultiplyVector3(transpose, rotatedVector)

    var coordinate = droneCoords.addDistance(inMeters: Double(rotateBack.x), withBearingInRadians: Double.pi / 2)
    coordinate = coordinate.addDistance(inMeters: Double(rotateBack.y), withBearingInRadians: Double.pi)

  return coordinate
}

我尝试在以下线程中使用Beta描述的方法：How to convert Euler angles to directional vector?，但我似乎误会了一些东西。

我不确定在最后添加矢量分量时应该使用哪个角度。我猜这可能是我的问题。我的Coordinate类仅使用long和lat，但是我是否必须以某种方式添加z分量以使其正确？在那种情况下，我应该以什么角度添加它？

Answer 1

我认为我有一个解决方案，它尚未经过适当的测试，但似乎适用于我的小型测试仪。添加向量分量 x和y轴的角度解决了我的问题

var coordinate = droneCoords.addDistance(inMeters: Double(rotateBack.x), withBearingInRadians: Double.pi)
coordinate = coordinate.addDistance(inMeters: Double(rotateBack.y), withBearingInRadians: Double.pi/2)

如何将无人机相机的欧拉角和海拔高度转换为图像中心的坐标？

1 个答案: