[發明專利]內視場光學分割型大面陣CCD影像幾何拼接方法

有效

• 申請號: 201410131444.9
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN103925912A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 胡海彥;方勇;楊韞瀾;江振治;陳虹;蘇永憲;王刃;馬永社
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍總參謀部測繪研究所
• 主分類號: G01C11/04
• 分類號: G01C11/04;G06T5/50
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 彭冬英

技術領域

本發明涉及一種內視場光學分割型大面陣CCD航攝相機的子影像幾何拼接合成方法，屬于攝影測量與遙感技術領域。

背景技術

到目前為止，隨著數字航攝相機的興起，以前使用的膠片型模擬航攝相機已被完全取代。但由于受到CCD制造工藝的限制，單張數字航攝影像的像幅規模始終無法達到原有模擬相機的像面尺寸，這很大程度影響了攝影效率和測圖精度等數字航攝相機的具體應用。

但是在旺盛的應用需求推動下，國內外出現了多種復合型大面陣航攝相機，以解決數字航攝影像像幅規模受限于單個CCD面陣大小的問題，這些復合型相機可分為外視場分割型、內視場分割型兩大類。其中外視場分割型相機是利用多個單臺中小面陣CCD相機捆綁而成，典型代表有美國Intergraph公司生產的DMC型相機、國家測繪遙感院制造的SWDC相機等；內視場分割型相機包括Microsofot/Vexcel生產的UltraCam相機、南京尖兵遙感信息技術有限公司制造的DMZ相機等，這兩種內視場分割型相機也存在構造上的差異，前者是利用多鏡頭分時攝影模式實現的內視場光學分割，而后者是直接在單個鏡頭的后節點視場內利用光學半反半透棱鏡一次性進行整體分割。內、外視場兩大類相機各有優缺點，但此處需要注意的是，內視場光學分割型相機的明顯優勢是具有良好的拼接精度以及拼接后影像具有良好的量測性能，這對滿足后期測圖精度要求至關重要。

本申請正是針對內視場光學分割型這一類相機，提出一種內視場光學分割大面陣CCD影像拼接方法，以解決高精度子影像拼接、高量測性能的大幅面影像復合生成問題，國內外與之相同或相似的大面陣影像合成方法未見出現。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種能夠用于內視場分割型航攝相機大幅面影像高精度復合生成方法，利用該方法生成后的大幅面數字影像可滿足航空攝影測量對攝影效率和航測成圖精度的應用需求。

本發明提出的內視場分割型航攝相機大幅面影像高精度復合生成方法的基本思路是：首先高精度量取各子影像重疊區域的同名點影像坐標，并獲取由相機廠商提供的某個/些子影像基準像點在實際焦面上的位置控制坐標；其次，基于一定的拼接關系模型——如二維等形變換或仿射變換，建立觀測方程組；然后，采用最小二乘法平差技術求解各個子影像到最終合成影像的拼接參數；最后利用拼接參數對子影像進行變換和重采樣，從而完成各個子影像到最終合成影像的拼接。

本發明的技術解決方案是：

內視場光學分割型大面陣CCD影像幾何拼接方法，其特征在于該方法包括以下幾個步驟：

（1）量取各相鄰個子影像重疊區域內同名像點影像坐標，獲取相機廠商提供的子影像基準點的焦面位置坐標；

（2）基于拼接關系模型建立觀測方程組

若確立拼接關系模型為二維等形變換，公式為

X=ax-by+T_X???（1）

Y=ay+bx+T_Y

其中，x，y為子影像坐標系坐標，X,Y為拼接后合成影像坐標系坐標。a,b,T_X,T_Y為4個變換參數，以此對子影像基準像點和相鄰子影像同名像點進行拼接關系設計

·第一種拼接關系設計——關于子影像基準像點

對于VI號子影像上的基準像點C為有