[發(fā)明專利]視頻衛(wèi)星的點狀運動目標狀態(tài)估計方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710267587.6
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN107146236B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張過;汪韜陽;蔣永華;沈欣
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20
• 代理公司: 42222 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 胡艷

1.視頻衛(wèi)星的點狀運動目標狀態(tài)估計方法，其特征是，包括步驟：

S1 從視頻衛(wèi)星影像產(chǎn)品讀取幀序列點文件，獲得點狀運動目標的坐標信息、每幀影像獲取時間和每幀影像對應(yīng)的RPC模型參數(shù)，并統(tǒng)計點狀運動目標數(shù)；

S2 利用每幀影像對應(yīng)的RPC模型參數(shù)，構(gòu)建每幀影像的RPC模型(X,Y,H)表示影像像素(s,l)的正則化地面點坐標，即影像像素(s,l)的物方坐標；(x,y)表示影像像素(s,l)的正則化像點坐標；

Num_l(X,Y,H)、Den_l(X,Y,H)、Num_s(X,Y,H)、Den_s(X,Y,H)為RPC模型的三次多項式；

S3對每幀影像上每一個點狀運動目標，結(jié)合DEM數(shù)據(jù)和每幀影像的RPC模型，分別計算各點狀運動目標的物方坐標(X,Y,H)；

S3 進一步包括：

3.1 將RPC模型改為從像方到物方的正算形式模型

3.2 迭代計算各點狀運動目標對應(yīng)的地面點的三維空間坐標，即點狀運動目標的物方坐標；

本子步驟具體包括：

①給高程初始值h0；

②利用正算形式模型計算成像光線與當前高程面的交點P_j的平面坐標，當前高程面的初始值為h0，j的初始值為1；

③利用P_j的平面坐標在DEM數(shù)據(jù)中內(nèi)插出P_j'點的高程，以該高程作為當前高程面的高程值，令j＝j(luò)+1，重復(fù)執(zhí)行子步驟②；

④重復(fù)子步驟②～③，直至收斂，當前的P_j'點即地面點，輸出其三維空間坐標；

S4 根據(jù)點狀運動目標的物方坐標(X,Y,H)，采用切比雪夫多項式模型進行運動軌跡擬合；

本步驟進一步包括：

4.1 基于切比雪夫多項式構(gòu)建點狀運動目標的軌跡模型：

式(1)中，X(t)、Y(t)、H(t)表示時刻t的物方坐標，t∈[t₀,t₀+Δt]，t₀表示起始歷元時刻，Δt表示擬合時間長度；n表示切比雪夫多項式的階數(shù)，i表示每項切比雪夫多項式的階數(shù)；分別表示衛(wèi)星位置的X坐標分量、Y坐標分量、H坐標分量的i階切比雪夫多項式系數(shù)；T_i(τ)表示i階切比雪夫多項式，T_i+1(τ)＝2τT_i(τ)-T_i-1(τ)，T₀(τ)＝1，T₁(τ)＝τ，

4.2 基于切比雪夫多項式構(gòu)建誤差方程：

式(2)中：X_k、Y_k、H_k表示視頻衛(wèi)星的第k個觀測值；為觀測值X_k、Y_k、H_k的改正值，τ_k為觀測值X_k所對應(yīng)的τ值；

4.3 利用最小二乘法求解誤差方程，獲得切比雪夫多項式系數(shù)帶入式(1)，即可獲得點狀運動目標的運動軌跡模型；

S5 利用點狀運動目標的軌跡模型估計點狀運動目標任意時刻的運動狀態(tài)。

2.如權(quán)利要求1所述的視頻衛(wèi)星的點狀運動目標狀態(tài)估計方法，其特征是：

S5包括：

基于點狀運動目標的軌跡模型，對時刻t求一階偏導(dǎo)，即獲得點狀運動目標的速度模型，采用速度模型估計點狀運動目標任意時刻的速度。

3.如權(quán)利要求1所述的視頻衛(wèi)星的點狀運動目標狀態(tài)估計方法，其特征是：

S5包括：

基于點狀運動目標的軌跡模型，獲取時刻t₀的點狀運動目標的平面坐標，記為(X₀,Y₀)；增加極小值δ_t，獲取點狀運動目標時刻(t₀+δ_t)的平面坐標，記為(X₁,Y₁)，則點狀運動目標時刻t₀的瞬時切線方向角為