[發(fā)明專利]一種三維激光成像系統(tǒng)的點云模型真彩色處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310557041.6
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103679647A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 魏宗康;趙龍;夏剛;劉生炳;于蘭萍;魏子寅
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G01B11/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

1.一種三維激光成像系統(tǒng)的點云模型真彩色處理方法，其特征在于采用相片與點云結合的方法，步驟如下：

（1）獲得慣組中心在地球坐標系下的導航時間T、導航極坐標位置信息和導航姿態(tài)信息(γ,θ,ψ)、點云極坐標信息和照片，其中分別表示慣組中心在地球坐標系下的經(jīng)度、緯度和高度，分別表示點云在地球坐標系下的經(jīng)度、緯度和高度，(γ,θ,ψ)分別表示慣組中心的俯仰角、方位角和橫滾角；

（2）根據(jù)照片拍攝的時間Ti計算得到該照片拍攝時刻慣組中心在地球坐標系下的極坐標位置信息和姿態(tài)信息(γ_i,θ_i,ψ_i)，其中分別表示照片拍攝時刻慣組中心在地球坐標系下的經(jīng)度、緯度和高度，(γ_i,θ_i,ψ_i)分別表示照片拍攝時刻慣組中心的俯仰角、方位角和橫滾角；

（3）根據(jù)慣組中心在地球坐標系下的極坐標位置信息得到地球坐標系到東北天坐標系的轉換矩陣根據(jù)慣組中心在地球坐標系下的姿態(tài)信息(γ_i,θ_i,ψ_i)得到東北天坐標系到載體坐標系的轉換矩陣

（4）將慣組中心在地球坐標系下的極坐標位置信息和步驟（1）獲得的點云極坐標信息分別轉換為慣組中心在地球坐標系下的直角坐標位置(x_i,y_i,z_i)和點云極坐標信息在地球坐標系下的直角坐標位置(x_e,y_e,z_e)，利用慣組中心在地球坐標系下的直角坐標位置(x_i,y_i,z_i)和點云極坐標信息在地球坐標系下的直角坐標位置(x_e,y_e,z_e)計算地球坐標系下慣組中心點到點云的矢量r_e，利用轉換矩陣將矢量r_e從地球坐標系轉換為東北天坐標系下的矢量r_n，再利用轉換矩陣將矢量r_n從東北天坐標系轉換為載體坐標系下的矢量r′_b，再根據(jù)矢量r′_b和慣組中心位置到相機焦點在載體坐標系下的矢量r_b計算得到相機焦點到點云在載體坐標系下的矢量r_p′，再將矢量r_p′從載體坐標系轉換為相機直角坐標系下的矢量r_p，計算矢量r_p在相機直角坐標系下的極坐標其中R_p表示距離，θ_p表示方位角，表示俯仰角；

（5）計算每一個感光片的長度l和寬度k；

（6）根據(jù)點云中每一點的方位角θ_p和俯仰角以及感光片的長度l、寬度k和照片焦距f計算出對應角度下每一點在CCD坐標系中的位置，并根據(jù)每一點在CCD坐標系中的位置計算每一點在照片坐標系中的像素位置，把該像素下的RGB值賦予對應的每一點在地球坐標系下的極坐標位置，從而完成點云模型真彩色處理。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種三維激光成像系統(tǒng)的點云模型真彩色處理方法，其特征在于：所述步驟（2）的實現(xiàn)方法為：

根據(jù)導航時間信息T，計算照片拍攝時間Ti所在的導航區(qū)間s，s=floor(T_i-T(1))/ΔT+1，ΔT為慣組采樣周期，根據(jù)導航區(qū)間s計算出慣組中心在地球坐標系下的極坐標位置信息和姿態(tài)信息(γ_i,θ_i,ψ_i)，計算方法為：

λ_i=λ(s)+(λ(s+1)-λ(s))/ΔT*(T_i-T(s))；

h_i=h(s)+(h(s+1)-h(s))/ΔT*(T_i-T(s))；

γ_i=γ(s)+(γ(s+1)-γ(s))/ΔT*(T_i-T(s))；

θ_i=θ(s)+(θ(s+1)-θ(s))/ΔT*(T_i-T(s))；

ψ_i=ψ(s)+(ψ(s+1)-ψ(s))/ΔT*(T_i-T(s))。