[發(fā)明專利]一種結(jié)合立體像對的激光高度計高程控制點生成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610019708.0
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105547244B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王建宇;楊貴;邱振戈;謝鋒;舒嶸
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01S17/02;G01S7/48
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司31213
• 代理人: 郭英

1.一種結(jié)合立體像對的激光高度計高程控制點生成方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)將立體相機影像與大光斑激光雷達同軸的足印相機影像進行配準(zhǔn)，得到激光的指向信息；具體步驟如下：

(1-1)對同軸相機影像進行重采樣，使其分辨率與立體相機影像一致；

(1-2)采用圖像匹配算法進行影像之間的匹配，得到影像之間的對應(yīng)關(guān)系；

(1-3)通過最小二乘方法剔除匹配誤差比較大的點獲取較準(zhǔn)確的影像匹配點；

(1-4)通過影像匹配點獲取影像匹配關(guān)系；

(1-5)結(jié)合軌道的位置，根據(jù)匹配到的激光指向位置，計算得到激光的指向信息；

(2)根據(jù)雙線陣立體相機獲取密集高程點云數(shù)據(jù)；具體步驟如下：

(2-1)根據(jù)立體相機影像與大光斑激光雷達同軸的足印相機影像進行配準(zhǔn)的結(jié)果，以匹配位置為中心，設(shè)置一個光斑大小的緩沖區(qū)；

(2-2)對立體相機影像的前視和后視圖像進行匹配，對包含于緩沖區(qū)內(nèi)的任意一個像點，對前視和后視的圖像進行匹配；

(2-3)根據(jù)匹配得到的像對在各自掃描行上的瞬時成像姿態(tài)和相機參數(shù)，計算像點的粗略高程；

(2-4)重復(fù)步驟(2-1)-(2-3)，得到激光光斑范圍內(nèi)每一個像點的高程；

(3)通過對在足印內(nèi)的點云數(shù)據(jù)按高程進行分類，得到光斑內(nèi)不同高程地物類別數(shù)目，方法步驟如下：

(3-1)根據(jù)各個像點的高程大小，將其按照高程的大小分為五等；

(3-2)根據(jù)每一類所有像點的高程計算類中心的高程；

(3-3)根據(jù)任意兩類類中心高程的差異判斷是否合并，若高程差小于0.1m，則對兩類點云進行合并，若高程大于等于0.1m，則不合并；

(3-4)根據(jù)每一類點云的高程的方差分布決定是否拆分，若方差大于0.1m，則將該類拆分為兩個新的類，若方差小于等于0.1m，則不進行拆分；

(3-5)反復(fù)重復(fù)步驟(3-2)-(3-4)步，直到類別中心不發(fā)生變化為止；

(4)通過類別數(shù)目指導(dǎo)進行大光斑激光雷達波形分解，通過波形分解得到每一高程類別地物準(zhǔn)確的高程信息，方法步驟如下：

(4-1)由于結(jié)合地類數(shù)目的高斯波形分解方法對噪聲不敏感，因此只采用高斯低通濾波器對波形進行平滑，除去激光雷達波形中的毛刺現(xiàn)象；

(4-2)通過形態(tài)學(xué)方法獲取激光雷達波形的拐點，波峰和波谷的位置；

(4-3)通過獲取的波峰，波谷和拐點的位置，從激光雷達波形數(shù)據(jù)中獲取組成激光雷達波形的高斯組分；

(4-4)通過高斯波形的標(biāo)準(zhǔn)差和峰值大小對分解出來的高斯波形根據(jù)其重要進行排序，標(biāo)準(zhǔn)差越大，峰值越大的高斯波形越重要；

(4-5)選取與點云按高程分類數(shù)目獲取的類別數(shù)目相同的前幾個重要的高斯波形作為激光雷達波形分解的波形；

(5)通過點云計算每個高程類別信息高程的標(biāo)準(zhǔn)差，取標(biāo)準(zhǔn)差最小的一類作為參考提取廣義高程控制點；方法步驟如下：

(5-1)采用LM方法調(diào)整每一個高斯波形分量的均值和方差，使得選取的高斯波形能夠最佳擬合激光雷達獲取的波形，由此得到與點云數(shù)據(jù)得到的不同高程類別地物對應(yīng)的高斯分量；

(5-2)根據(jù)不同高程類別地物的高斯分量，計算出地物的高程；

(5-3)將高程與點云所在區(qū)域的影像進行配準(zhǔn)，得到影像上各個面片的高程信息，即為廣義高程控制點。