以下内容来自" 参考文献1 ":
在无人机目标定位过程中,EOSTP跟踪模块通过伺服调节摄像机的方位角和仰角,以保证目标点落在摄像机视场 中心附近 。 因此,相机的视距可以有效地反映目标点与无人机之间的位置关系。
LOS的角度(\\rho,\\epsilon)定义如图4所示,\\rho为LOS矢量与世界坐标系z轴的夹角,\\epsilon为LOS矢量在X_wO_wY_w平面上的投影与世界坐标系x轴的夹角。 q和\\epsilon由无人机的姿态、相机的方位角和仰角决定。
在图4中,M_1和M_2分别表示图像平面和物平面。 在M1中,O为图像平面与相机光轴的交点,O_1X_1、O_1Y_1为图像平面水平和垂直方向的两个轴。P为目标点A在像平面上的投影点,其图像物理坐标为(x_p, y_p)。P \^ { \\prime }是P在O_w-X_wY_w平面上的投影。在M2中,O_2是相机光轴与物体平面的交点。O_2X_2和O_2Y_2分别是O_1X_1和O_1Y_1在M_2平面上的投影。O_c为相机的镜头中心,O_cO为焦距f。O_c-X_cY_cZ_c为相机坐标系,O_w-X_wY_wZ_w为世界坐标系。
向量O_cP可以在O_c-X_cY_cZ_c坐标系下表示为v _ { c } = ( x _ { p } , y _ { p } , f ) \^ { T }。
设O_cP在O_w-X_wY_wZ_w坐标系下表示为v _ { c w },则v _ { c w } = R o t _ { B } \^ { W } ( \\phi , \\gamma , \\theta ) \\cdot R o t _C\^ { B } ( \\phi , \\gamma , \\theta ) \\cdot { v_c },其中 R o t _C\^ { B } ( \\phi , \\gamma , \\theta )为摄像机坐标系到无人机坐标系的旋转矩阵,R o t _ { B } \^ { W } ( \\phi , \\gamma , \\theta ) 为无人机坐标系到世界坐标系的旋转矩阵。 无人机的偏航角\\phi、俯仰角\\gamma和滚转角\\theta都可以通过IMU进行测量。
设t _ { z w } = ( 0 , 0 , 1 ) \^ { T }为坐标轴O_wZ_w上的单位向量,则\\cos ( \< v _ { c w } , t _ { z w } \> ) = \\frac { v _ { c w } \\cdot t _ {z w } } { \| v _ { c w } \| \|t_{ zw }\| }
如果O_cA和O_wZ_w的夹角是\\rho,那么:\\rho = \\arccos ( \< v _ { cw } , t _ { w } \>)\\ \\ \\ \\rho \\ \\ in\\ \[ 0 , \\pi / 2 )
向量O_cP在平面O_cX_cY_c上的投影为O_cP \^ { \\prime }, O_cP \^ { \\prime }在O_cX_cY_cZ_c坐标系下可以表示为v _ { b } = ( x _ { p } , y _ { p } , 0 ) \^ { T }。
设O_cP\^ { \\prime }在O_wX_wY_wZ_w坐标系下表示为v _ { b w },则: v _ { b w } = R o t _ { B } \^ { W } ( \\phi , \\gamma , \\theta ) \\cdot R o t _ { C } \^ { B } ( \\phi , \\gamma , \\theta ) \\cdot { v _b }
设t _ { x w } = ( 1 , 0 , 0 ) \^ { T }为坐标轴O_wX_w上的单位向量。 则: \\cos ( \< v _ { b w } , t _ { x w } \> ) = \\frac { v _ { b w } \\cdot t _ { x w } } { \| v _ { b w } \| \| t _ {x w}\| }
如果O_cP\^ { \\prime }和O_wX_w的夹角为\\epsilon,则e = \\arccos ( \< { v }_ { b w } , t _ { x w } \> )\\ \\ \\ \\epsilon\\ \\ in ( 0 , 2 \\pi \]
(就没了???O2平面的呢???)