Um das Problem zu lösen, dass traditionelle Methoden zur Bodenzielbestimmung mittels monokularer Sicht von Drohnen auf a priori Informationen über Ziel oder Szene angewiesen sind und eine geringe Positionsgenauigkeit aufweisen, wird eine präzise Methode zur Positionsbestimmung von Bodenzielen durch Drohnen mit maximal zwei Beobachtungspunkten vorgeschlagen. Zunächst wurden Faktoren berücksichtigt, die die Positionsgenauigkeit beeinflussen, wie die Änderung der Pose der Drohne und der Gimbal-Lage, die Abweichung des Rotationszentrums des Gimbals vom Schwerpunkt der Drohne sowie die Abweichung des optischen Zentrums des Bildgebungssystems vom Rotationszentrum des Gimbals, und ein Projektionsmodell des Bodenziels im geografischen Koordinatensystem des Trägers erstellt, um die Allgemeingültigkeit des Modells für die Beobachtung von Bodenzielen durch Drohnen zu verbessern; anschließend wurden je nach Geländeebene Algorithmen zur Positionsbestimmung von Bodenzielen mit einem oder zwei Beobachtungspunkten entworfen, um die Zielpositionskoordinaten durch die Erstellung geometrischer Gleichungen effizient zu bestimmen. Am Beispiel der Phantom 4-RTK Drohne wurden mittels Monte-Carlo-Simulation und realer Experimente die Einflussfaktoren auf die Positionsgenauigkeit der Bodenzielbestimmung durch Drohnen analysiert und die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Methode bestätigt. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass die höchste Positionsgenauigkeit der Phantom 4-RTK Drohne bei Bodenzielen Dezimeter-Genauigkeit erreichen kann, wobei die Messgenauigkeit der Höhe und des Gimbal-Neigungswinkels die dominierenden Faktoren für den Positionsfehler sind; die Positionsstabilität ist gewährleistet, wenn der Schnittwinkel zwischen den zwei Beobachtungspunkten und dem Ziel größer als 60° ist; die realen Versuchsergebnisse zeigen, dass bei einer Flughöhe von 10 bis 20 m der Fehler bei der Positionsbestimmung mit einem Beobachtungspunkt auf ebenem Gelände 0,34 m beträgt, was eine Reduzierung des Positionsfehlers um 60 % gegenüber bestehenden Methoden bedeutet, und der Fehler bei der Positionsbestimmung mit zwei Beobachtungspunkten auf unebenem Gelände 0,47 m beträgt, was eine Reduktion um 92,27 % gegenüber bestehenden Methoden darstellt. Die vorgeschlagene Methode ermöglicht eine präzise Positionsbestimmung von Zielen sowohl auf ebenem als auch unebenem Gelände und bietet gute Anwendungsperspektiven.

Drohne;Zielbestimmung;monokulares Sehen;zwei Beobachtungspunkte