技術(shù)特征：

1.一種無GNSS信號和無控制點(diǎn)下無人機(jī)協(xié)同視覺形變監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在協(xié)同無人機(jī)A上設(shè)置靶標(biāo)A作為識別的標(biāo)識點(diǎn)，并量測出標(biāo)靶A中心點(diǎn)與無人機(jī)A的機(jī)載相機(jī)攝影中心的坐標(biāo)平移向量相對幾何關(guān)系；

步驟2：在形變監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置與步驟1同樣的靶標(biāo)B，并確保靶標(biāo)B與形變監(jiān)測點(diǎn)位置不會發(fā)生相對位移；

步驟3：無人機(jī)A置于懸停狀態(tài)，在作業(yè)時使用無人機(jī)A對監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行拍攝，得到包含監(jiān)測點(diǎn)的立體像對，獲取監(jiān)測點(diǎn)在圖像中的位置；

步驟4：使用無人機(jī)B對無人機(jī)A進(jìn)行立體像對獲取，獲取無人機(jī)A的靶標(biāo)在圖像中的位置；

步驟5：根據(jù)無人機(jī)B的位置與姿態(tài)信息、無人機(jī)B對無人A拍攝得到的立體像對，求得無人機(jī)A的空間坐標(biāo)；

步驟6：根據(jù)解算得到的無人機(jī)A位置以及姿態(tài)信息，結(jié)合無人機(jī)A針對形變監(jiān)測點(diǎn)獲取的立體像對，解算出監(jiān)測點(diǎn)的空間位置，最終完成監(jiān)測任務(wù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無GNSS信號和無控制點(diǎn)下無人機(jī)協(xié)同視覺形變監(jiān)測方法，其特征在于：步驟4中，無人機(jī)B在可接收定位信號的區(qū)域以直線飛行軌跡對無人機(jī)A進(jìn)行連續(xù)拍攝，在拍攝時同時記錄無人機(jī)B的相機(jī)姿態(tài)以及位置，其中姿態(tài)由IMU獲得，位置由GNSS獲得。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無GNSS信號和無控制點(diǎn)下無人機(jī)協(xié)同視覺形變監(jiān)測方法，其特征在于：步驟4中所述獲取無人機(jī)A的靶標(biāo)在圖像中的位置，具體的識別過程為在圖像中使用Hough圓檢測算法檢測出圓形的區(qū)域，并在圓形范圍內(nèi)采用Hough線段檢測，若圓形區(qū)域內(nèi)檢測出存在兩條相交的線段，則確認(rèn)該區(qū)域?yàn)闃?biāo)志點(diǎn)，且交點(diǎn)為無人機(jī)A的靶標(biāo)中心在圖像中的位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無GNSS信號和無控制點(diǎn)下無人機(jī)協(xié)同視覺形變監(jiān)測方法，其特征在于，步驟5的具體實(shí)現(xiàn)包括以下子步驟：

步驟5.1：構(gòu)建像空間坐標(biāo)系和像空間輔助坐標(biāo)系；

像空間坐標(biāo)系為以攝影中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，Z軸垂直于像平面的右手空間直角坐標(biāo)系；像空間輔助坐標(biāo)系為以原點(diǎn)為投影中心，X，Y，Z軸平行于地面攝影坐標(biāo)軸的空間右手直角坐標(biāo)系；

步驟5.2：設(shè)步驟4中無人機(jī)B對無人機(jī)A拍攝第i幅圖像時，無人機(jī)B的相機(jī)在空間輔助坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(X_i，Y_i，Z_i)，像空間坐標(biāo)系在空間輔助坐標(biāo)系中繞空間直角坐標(biāo)系自帶三個軸(X’，Y’，Z’)所旋轉(zhuǎn)的角度為ω_i、k_i，攝影中心坐標(biāo)為(X_si,Y_si,Z_si)；無人機(jī)B在像空間坐標(biāo)系的位置為(x_i－x₀，y_i－y₀，-f)，其中f為攝影中心到成像中心的距離，x₀、y₀分別為像主點(diǎn)在像平面坐標(biāo)系中橫縱軸坐標(biāo)；求得無人機(jī)A靶標(biāo)在無人機(jī)B拍攝的立體像對中的位置后，將求解得到的人機(jī)A靶標(biāo)在輔助空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)加上平移向量便得到了最終的無人機(jī)A所在位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無GNSS信號和無控制點(diǎn)下無人機(jī)協(xié)同視覺形變監(jiān)測方法，其特征在于，步驟5.2中所述求解得到的無人機(jī)A靶標(biāo)在輔助空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，其具體實(shí)現(xiàn)過程是：

以雙目視覺為例，根據(jù)共線方程可列出四個線性方程式：

$\left\{\begin{array}{c}{l}_{11}X+l_{12}Y+l_{13}Z-l_{1x}=0\\ l_{14}X+l_{15}Y+l_{16}Z-l_{1y}=0\\ l_{21}X+l_{22}Y+l_{23}Z-l_{2x}=0\\ l_{24}X+l_{25}Y+l_{26}Z-l_{2y}=0\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中：

$\begin{array}{c}{l}_{i1}={\mathrm{fa}}_{i1}+(x_i-x_0)a_{i3},l_{i2}={\mathrm{fb}}_{i1}+(x_i-x_0)a_{b3},l_{i3}={\mathrm{fc}}_{i1}+(x_i-x_0)a_{c3}\\ l_{ix}={\mathrm{fa}}_{i1}{X}_{Si}+{\mathrm{fb}}_{i1}{Y}_{Si}+{\mathrm{fc}}_{i1}{Z}_{is}+(x_i-x_0)a_{i3}{X}_{iS}+(x-x_0)b_3{Y}_{iS}+(x-x_0)c_3{Z}_{iS}\\ l_{i4}={\mathrm{fa}}_{i2}+(y_i-y_0)a_3,l_5={\mathrm{fb}}_2+(y_i-y_0)b_{i3},l_6={\mathrm{fc}}_{i2}+(y_i-y_0)a_{i3}\\ l_{iy}={\mathrm{fa}}_{i2}{X}_{iS}+{\mathrm{fb}}_{i2}{Y}_{Si}+{\mathrm{fc}}_2{Z}_{Si}+(y_i-y_0)a_{i3}{X}_{si}+(y_i-y_0)b_3{Y}_{Si}+(y_i-y_0)c_3{Z}_{Si}\end{array}---\left(2\right)$

式中i表示其為第i幅圖像中的參數(shù)；已知每幅圖像拍攝瞬間，IMU所記錄的旋轉(zhuǎn)角度為ω_i，k_i,式2中的a_ij，b_ij可分別按下式求得；

式1可寫為矩陣形式：

若將式4簡寫成：AB＝C，則無人機(jī)A靶標(biāo)在輔助空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)可由加權(quán)最小二乘方法解得，即：

[X Y Z]^T＝(A^TPA)^-1A^TPC (5)

其中P為權(quán)矩陣，采用選權(quán)迭代法之驗(yàn)后方差估計法改善平差精度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無GNSS信號和無控制點(diǎn)下無人機(jī)協(xié)同視覺形變監(jiān)測方法，其特征在于，步驟6的具體實(shí)現(xiàn)包括以下子步驟：

步驟6.1：使用無人機(jī)A對監(jiān)測點(diǎn)位置的靶標(biāo)B進(jìn)行拍攝，拍攝過程中通過IMU模塊直接獲得拍攝瞬間的相機(jī)姿態(tài)

步驟6.2：通過步驟4中所述獲取無人機(jī)A的靶標(biāo)在圖像中的位置方法后，可得到監(jiān)測點(diǎn)在立體像對中的兩個坐標(biāo)(x_a,y_a),(x_b,y_b)；

步驟6.3：利用步驟5的原理計算監(jiān)測點(diǎn)的空間位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的無GNSS信號和無控制點(diǎn)下無人機(jī)協(xié)同視覺形變監(jiān)測方法：對形變監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行了多次拍攝，使用無控制點(diǎn)自檢校光束法平差方法，通過冗余觀測進(jìn)一步改善形變點(diǎn)的測量精度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的無GNSS信號和無控制點(diǎn)下無人機(jī)協(xié)同視覺形變監(jiān)測方法：將監(jiān)測點(diǎn)的空間坐標(biāo)與歷史坐標(biāo)序列比較，得出監(jiān)測點(diǎn)位置變化情況。