[發明專利]一種基于線特征的弱連接影像拼接方法

有效

• 申請號: 201611194009.6
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106875374B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 鐘燦;文高進;姚娜;尚志鳴;張春曉;王洪民;李辰
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T5/00;G06T3/40
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種基于線特征的弱連接影像拼接方法，其特征在于步驟如下：

(1)在左右兩幅影像的重疊區域上量測N對同名點的影像坐標，N對同名點應均勻分布在影像重疊區域，將重疊區域從上到下分為3部分，分別為重疊區域上方、中部和下方，重疊區域上方、中部和下方分別占比為30％、40％和30％，形成A-F六個區域；重疊區域上方、中部和下方應至少各量測2對同名點，且不同的像點間應保證足夠的間距，應在A-F六個區域的中心部位各量測一對同名點；

(2)在左右兩幅影像中找到同名的相交直線對或平行直線對，左右兩幅影像不完全不同，但是有一部分重疊區域，且至少包含兩條相交的直線或平行的直線；兩幅圖像的成像物方相交或平行，而不是僅在影像中相交或平行而實際不相交或平行，每條直線上各量測兩個點的影像坐標，所選的直線對必須在兩幅影像上都出現；

(3)利用步驟(2)獲得在左影像上的某一直線上量測的兩個點的影像坐標，計算該直線在影像上的方程，同理計算與其相交或平行直線的方程，并計算其對應的同名直線對在右影像上的方程；

(4)根據步驟(3)計算的相交直線對或平行直線對的方程，求解相交直線對的交點或平行直線對的滅點在左影像上的影像坐標，并對應地計算右影像上同名直線對的同名交點或同名滅點；

(5)把步驟(4)計算得到的同名交點或同名滅點的影像坐標與步驟(1)量測的N對同名點的影像坐標作為測量值，進行影像相對定向元素的解算；

影像相對定向元素的解算步驟為：

(5-1)利用上下視差的為0的共面條件關系求解相對定向元素b_y,b_z,ω,κ，其中B_X,B_Y,B_Z為右影像投影中心在左影像的像空間輔助坐標系下的坐標分量，ω,κ為右影像相對于左影像的三個相互正交的旋轉角，能夠唯一確定左影像到右影像的旋轉矩陣R，R具體為：

(5-2)構建影像上下視差Q的表達式，表示為：

Q＝NY-N′Y′-B_Y

式中，N、N′分別為左右影像上同名像點的點投影系數，(X,Y,Z)和(X′,Y′,Z′)分別為同名點在左右影像的像空間輔助坐標，計算方法為：

其中(x,y)為左影像上同名點的影像坐標，f為左影像的主距，(x′,y′)為該同名點在又影像上的影像坐標，f′為右影像上的主距；R為如(5-1)所述的旋轉矩陣；

(5-3)相對定向計算后，影像上下視差為0，據此列出影像上下視差的誤差方程，表示為：

v＝Ax-l

式中，

l＝-Q；

式中，v表示誤差方程的殘差；x為由相對定向元素的改正數組成的向量；l為經計算得到的誤差方程觀測值；

(5-4)步驟(5-3)列出的誤差方程系數A矩陣中的各項偏導數為

其中T_YX＝YX′-XY′，T_ZY＝ZY′-YZ′，T_XZ＝XZ′-ZX′；

(5-5)當測量了N對同名像點時，N5，將同名像點的影像坐標視為等精度不相關觀測值，給定相對定向元素的初始值，采用最小二乘平差方法求解相對定向元素的改正數；

x＝(A^TA)^-1A^Tl

并通過迭代更新相對定向元素，最終得到相對定向元素的精確值；

(6)通過影像相對定向解算得到兩幅影像間的相對定向元素，并基于該參數以左影像為基準校正右影像；

(7)計算校正后左右影像的重疊區域，以重疊區中心線為拼接線，將左影像和校正后的右影像拼接起來，實現影像拼接。