[發明專利]衛星遙感圖像配準方法

有效

• 申請號: 201611153177.0
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106709944B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 張洋;唐川;白沁園;鹿藝;王春紅;忻俊杰;張傳鑫;劉希寧;盧斌;程睿
• 申請（專利權）人: 上海微小衛星工程中心
• 主分類號: G06T7/38
• 分類號: G06T7/38
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務所(普通合伙) 31312
• 代理人: 李陽

本發明提供衛星遙感圖像配準方法，包括：步驟一、建立地球固連坐標系，并計算首幀圖像各區域中心點在地球固連坐標系的坐標；步驟二、計算后續各幀各區域中心點在地球固連坐標系的坐標；步驟三、根據區域中心點在固連坐標系的坐標，將圖像整體轉換至地球固連坐標系，對各幀圖像重疊區域進行關聯，形成配準后的區域。本發明利用建立的遙感圖像配準方法仿真計算其在軌圖像配準精度的指標滿足度，通過對比指標理論分析數據，證明了本方法可以有效提高在軌圖像配準精度，滿足指標要求，準確率可以保證在95％以上。

技術領域

本發明屬衛星圖像處理應用領域，特別涉及衛星遙感圖像配準方法。

背景技術

對地遙感衛星星載相機的探測器規模隨技術發展日益增大，相機在軌對地成像數據量相應增加，對星上和地面的實時處理要求也隨之提高。通過對連續多幀圖像的配準，可識別圖像中的動、靜目標。在一定配準精度條件下，可進一步預估圖像中動目標的運動軌跡，而動目標的運動軌跡與時間密切相關。因此，遙感圖像的高精度快速配準及其有效實施，對于衛星在軌應用效能的充分發揮至關重要。然而現有衛星遙感圖像配準方法的精度不夠高。

發明內容

本發明解決的問題是現有衛星遙感圖像配準方法的精度不夠高；為解決所述問題，本發明提供衛星遙感圖像配準方法。

本發明提供的衛星遙感圖像配準方法，包括：

步驟一、建立地球固連坐標系，并計算首幀圖像各區域中心點在地球固連坐標系的坐標；

步驟二、計算后續各幀各區域中心點在地球固連坐標系的坐標；

步驟三、根據區域中心點在固連坐標系的坐標，將圖像整體轉換至地球固連坐標系，對各幀圖像重疊區域進行關聯，形成配準后的區域。

進一步，所述步驟一包括：

步驟1.1、根據下傳圖像包序列，按照行列號接收首幀圖像；

步驟1.2、對圖像進行等區域分塊，根據首幀圖像首行實測衛星姿態數據建立地球固連坐標系；

步驟1.3、根據首幀圖像對應掃描鏡轉角位置和衛星姿態計算各區域中心點坐標。

進一步，所述步驟二根據后續各幀圖像對應的掃描鏡轉角位置和衛星姿態計算各區域中心的坐標。

進一步，所述步驟三包括：

步驟3.1、在地球固連坐標系建立對地成像的標稱網格；

步驟3.2、將第一幀圖像逐元投影至標稱網格；

步驟3.3、將其余各幀逐區域逐元投影至標稱網絡，與首幀圖像中對應區域進行配準。

進一步，忽略衛星軌道運動對相鄰幀圖像縮放影響的情況下，不同幀圖像間變換模型描述為V＝RU+T，式中V＝(v_x,v_y)^t是圖像f₁(x,y)中的點，U＝(u_x,u_y)^t是圖像f₂(x,y)中的點，R＝[cosθ,sinθ；-sinθ,cosθ]是旋轉矩陣，θ為兩幅圖像旋轉角，T＝(t_x,t_y)^t是圖像之間沿x,y方向上的平移量。

進一步，在投影過程中，通過地球邊緣區分地球背景區域和冷空間區域，對地球背景區域進行基于投影圖像的配準計算。