[發(fā)明專利]基礎(chǔ)設(shè)施測(cè)繪系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380053255.8
• 申請(qǐng)日: 2013-07-26
• 公開（公告）號(hào): CN104704424A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 切斯特·L·史密瑟曼;約瑟夫·麥科伊;詹姆斯·蒂利;莫漢·巴羅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 視覺(jué)智能有限合伙公司
• 主分類號(hào): G03B37/04
• 分類號(hào): G03B37/04;G03B17/00;G03B17/48
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;楊華

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2012年8月21日提交的序號(hào)為13/590,735的美國(guó)專利申請(qǐng)(現(xiàn)在被授權(quán)為美國(guó)專利第8,483,960號(hào))的優(yōu)先權(quán)，序號(hào)為13/590,735的美國(guó)專利申請(qǐng)是于2010年4月13日提交的序號(hào)為12/798,899的美國(guó)專利申請(qǐng)的部分繼續(xù)申請(qǐng)案，序號(hào)為12/798,899的美國(guó)專利申請(qǐng)要求于2006年10月11日提交的序號(hào)為11/581,235的美國(guó)專利申請(qǐng)(現(xiàn)在被授權(quán)為美國(guó)專利第7,725,258號(hào))的優(yōu)先權(quán)，序號(hào)為11/581,235的美國(guó)專利申請(qǐng)要求于2003年9月18日提交的序號(hào)為10/664,737的美國(guó)專利申請(qǐng)(現(xiàn)在被授權(quán)為美國(guó)專利第7,127,348號(hào))的優(yōu)選權(quán)，序號(hào)為10/664,737的美國(guó)專利申請(qǐng)要求于2002年9月20日提交的序號(hào)為60/412,504的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)“Vehicle?Based?Data?Collection?and?Processing?System(基于運(yùn)載工具的數(shù)據(jù)收集和處理系統(tǒng))”的優(yōu)先權(quán)。于2013年8月21日提交的序號(hào)為13/590,735的美國(guó)專利申請(qǐng)還是于2009年8月5日提交的序號(hào)為12/462,533的美國(guó)專利申請(qǐng)的部分繼續(xù)申請(qǐng)案，序號(hào)為12/462,533的美國(guó)專利申請(qǐng)是于2002年8月28日提交的序號(hào)為10/229,626的美國(guó)專利申請(qǐng)(現(xiàn)在被授權(quán)為美國(guó)專利第7,893,957號(hào))的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及遠(yuǎn)程成像技術(shù)的領(lǐng)域，更具體地，涉及在很大的視場(chǎng)內(nèi)，繪制高分辨率、高精度、低失真數(shù)字圖像的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

遙感成像是廣泛應(yīng)用的技術(shù)，其具有許多不同并且極其重要的實(shí)際應(yīng)用例如地質(zhì)填圖和分析，以及氣象預(yù)報(bào)。基于航空和衛(wèi)星的攝影和成像是特別有用的遠(yuǎn)程成像技術(shù)，近年來(lái)，這些遠(yuǎn)程成像技術(shù)變得極為依賴于對(duì)數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)包括光譜參數(shù)、空間參數(shù)、高程參數(shù)以及運(yùn)載工具或平臺(tái)的位置和方位參數(shù)的收集和處理。現(xiàn)在能夠以數(shù)字格式收集、處理和傳送空間數(shù)據(jù)——空間數(shù)據(jù)表征真實(shí)的房屋修建和房屋位置，道路和高速公路，環(huán)境危害和狀況，公用事業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施(例如，電話線，管道)和地球物理特征——以便方便地為各種應(yīng)用(例如，動(dòng)態(tài)GPS測(cè)繪)提供高度精確的測(cè)繪和偵測(cè)數(shù)據(jù)。高程數(shù)據(jù)可用于提高整個(gè)系統(tǒng)的空間和位置精度，并且可以從現(xiàn)有的數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)集獲得，或者和光譜傳感器數(shù)據(jù)一起從基于多普勒的主動(dòng)輻射測(cè)量裝置來(lái)采集，或者從被動(dòng)的立體攝影計(jì)算來(lái)采集。

遙感成像應(yīng)用面對(duì)的主要挑戰(zhàn)是空間分辨率和光譜保真。諸如球面像差、散光、場(chǎng)曲、失真和色差的攝影問(wèn)題是在任何傳感器/成像應(yīng)用中都必須處理的公知問(wèn)題。某些應(yīng)用要求很高的圖像分辨率，通常具有英寸尺度的容差。取決于使用的特定系統(tǒng)(例如，汽車、飛機(jī)、衛(wèi)星、航天器或平臺(tái))，實(shí)際的數(shù)字成像裝置可以位于離其目標(biāo)數(shù)英尺到數(shù)英里的任何位置，導(dǎo)致極大的比例因子。提供具有極大比例因子還具有英寸尺度分辨率容差的圖像對(duì)甚至最魯棒的成像系統(tǒng)也提出了挑戰(zhàn)。從而，常規(guī)系統(tǒng)通常必須在分辨率質(zhì)量和能夠成像的目標(biāo)區(qū)域的大小之間作出折衷。如果系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成提供高分辨率數(shù)字圖像，則成像裝置的視場(chǎng)(FOV)一般較小。如果系統(tǒng)提供較大的FOV，則光譜和空間數(shù)據(jù)的分辨率通常被降低并且失真增大。

正射成像是為試圖解決該問(wèn)題而使用的一種方法。通常，正射成像通過(guò)編輯目標(biāo)的各不相同的子圖像來(lái)繪制目標(biāo)的合成圖像。一般來(lái)說(shuō)，在航空成像應(yīng)用中，具有有限的范圍和分辨率的數(shù)字成像裝置順序地記錄目標(biāo)區(qū)域的固定分區(qū)的圖像。隨后按照某種順序?qū)R這些圖像，從而繪制目標(biāo)區(qū)域的合成圖像。

通常，這樣的繪制處理非常費(fèi)時(shí)并且工作量巨大。在許多情況下，這些處理需要顯著惡化圖像質(zhì)量和分辨率的迭代處理，尤其是在繪制成千上萬(wàn)的子圖像的情況下。在能夠自動(dòng)處理成像數(shù)據(jù)的情況下，該數(shù)據(jù)通常被反復(fù)變換和采樣，從而隨著每個(gè)連續(xù)操作降低了色彩保真和圖像銳度。如果采用自動(dòng)化的校正或均衡系統(tǒng)，則這樣的系統(tǒng)可能對(duì)圖像異常(例如，反常地明亮或黑暗的物體)敏感，導(dǎo)致過(guò)度校正或校正不足和圖像數(shù)據(jù)的不可靠判讀。在需要或者期望對(duì)圖像進(jìn)行人工繪制的情況下，時(shí)間和勞動(dòng)成本極大。

因此，需要一種提供測(cè)量精度、穩(wěn)定性和可重復(fù)成像的度量相機(jī)系統(tǒng)。特別是，需要一種下述正射圖像繪制系統(tǒng)及可選的傾斜圖像繪制系統(tǒng)：該系統(tǒng)為包括基礎(chǔ)設(shè)施的極大的FOV和相關(guān)的數(shù)據(jù)集提供高效且通用的成像，同時(shí)保持這種度量圖像的質(zhì)量、精度、位置精度和清晰度。另外，在計(jì)劃、采集、導(dǎo)航和處理所有相關(guān)操作的每個(gè)階段中大量應(yīng)用了自動(dòng)化算法。

發(fā)明內(nèi)容