Page 204 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第9期

1932 武 汉 大 学 学 报 （信 息 科 学 版） 2025 年 9 月

编码标志点在前后两次无人航测之间发生的形 的准确性，实验设置了晴天和阴天两种不同的光
变 D 为： 照场景，草地和泥地两种不同的环境场景，组合为
2
2
2
D = ( x' - x ) +( y' - y ) +( z' - z ) （2） 4 种不同场景，如图 4 所示。在这 4 种场景中分别
布设 25 个尺寸为 0.15 m×0.15 m 的编码标志点。
3 编码标志点识别实验 本实验采用大疆精灵 4 RTK 无人机，该无人机以
便携性高、航测效率高等特性著称，在距地面 13 m
3.1 环境条件 处从不同角度对编码标志点进行拍摄，每个场景
为了验证编码标志点在不同环境条件下识别 拍摄 40 张高分辨率正射影像，总样本数为 1 000。

图 4 4 种不同场景
Fig. 4 Four Different Scenarios

机飞行高度、地面目标的大小有关，本实验通过
改变无人机飞行高度与编码标志点尺寸进而改
变编码标志点的成像尺寸。实验区域为武汉大
学 校 内 一 处 平 坦 且 开 阔 的 废 弃 操 场 ，该 环 境 可
保障无人机飞行的顺畅无阻。实验场地面积约
2
为 15 000 m ，平均坡度为 13.1°，平均海拔高度为
15.59 m。
实验分为 3 组，每组均设置了一个由 16 个尺
图 5 大疆精灵 4 RTK
寸相同的编码标志点构成的标靶，标靶材质为哑
Fig. 5 DJI Phantom 4 RTK
光泡沫板，如图 6（a）所示。各标靶上的标志点编
解码率指被正确解码的编码标志点数量在 码 位 数 均 为 10，具 有 不 同 的 尺 寸 规 格（0.3 m×
该图像所包含的全部编码标志点数量中所占的 0.3 m、0.375 m×0.375 m、0.5 m×0.5 m），在实验
比例，本实验利用该指标可对各组编码标志点的 过程中严格确保标靶的平整度和稳定性以排除
识别效果进行评估，解码率越高，表明在该飞行 外部因素对实验结果的干扰。为获取原始影像
高度下编码标志点的识别效果越好。4 个场景下 数据，无人机关闭畸变矫正功能。同时对无人机
编 码 标 志 点 的 解 码 率 分 别 为 99.2%、99.4%、 飞行路径进行科学规划，无人机从标靶中心起飞
98.1%、98.5%。其中，4 个场景的编码标志点解 垂直上升，从距地面 26 m 开始每上升 2 m 进行一
码率均稳定保持在 98% 以上，但是场景 1 和场景 次拍摄，每个标靶重复飞行 3 次，样本数量共计为
3 的编码标志点解码率分别略低于场景 2 和场景 3 312。随后，对无人机拍摄的影像进行处理，识
4，场景 3 和场景 4 的编码标志点解码率分别略低 别结果如图 6（b）所示。
于场景 1 和场景 2。由此可知，编码标志点在不同
的光照条件和背景环境下能保持识别效果良好
且稳定，这充分体现了编码标志点对不同应用场
景都具有较高的适应性，在光照充足和背景为泥
地的环境中其识别效果尤为出色。
3.2 成像尺寸
为 确 保 编 码 标 志 点 识 别 的 准 确 性 ，设 计 本
实验以检验成像尺寸对编码标志点识别情况的 图 6 编码标志点布置图
影 响 。 由 摄 影 测 量 原 理 可 知 ，成 像 尺 寸 与 无 人 Fig. 6 Arrangement of a Group of Coded Targets