[發明專利]基于RGB影像的無人機成像高光譜幾何校正的方法及系統

有效

• 申請號: 201711185848.6
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107798668B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 任立新;韓善龍;石利;朱湘寧
• 申請（專利權）人: 北京依銳思遙感技術有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/50;G06T17/05
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 李之壯

本發明提供一種基于RGB影像的無人機成像高光譜幾何校正的方法，包括以下步驟：實時采集高光譜數據、RGB相機數據及低精度POS傳感器的POS數據；根據POS數據對RGB相機數據進行空三解算及三維建模，得到成像區域內的正射RGB影像數據；根據POS數據對高光譜數據進行初步幾何校正，生成低幾何精度的高光譜影像數據；將正射RGB影像數據與低幾何精度的高光譜影像數據進行對比分析，得到相同的空間紋理特征點數據，得到高幾何精度的高光譜影像數據。本發明利用機載RGB相機獲取高精度的DOM數據，利用DOM的空間紋理特征點對機載高光譜數據進行幾何校正，從而解決推掃式高光譜相機幾何精度差的問題。同時，本發明還提供一種基于RGB影像的無人機成像高光譜幾何校正系統。

技術領域

本發明涉及一種圖像處理技術領域，尤其涉及一種基于RGB影像的無人機成像高光譜幾何校正的方法及系統。

背景技術

POS(即Position and Orientation System)為定位定向系統，POS數據主要包括位置信息及姿態信息。

DSM(即Digital Elevation Model)為數字表面模型,是指包含了地表建筑物、橋梁和樹木等高度的地面高程模型。DSM是在數字高程的基礎上，進一步涵蓋了除地面以外的其它地表信息。在無人機三維建模中，DSM可以通過網格模型而得到。

DOM(即Digital Orthophoto Map)為數字正射影像圖，其利用數字高程模型(DEM)對航空航天影像進行正射糾正、接邊、色彩調整、鑲嵌，并按照一定范圍裁切生成的數字正射影像數據集。DOM同時具有地圖幾何精度和影像特征，其具有精度高、信息豐富、直觀真實、制作周期短的特點。

高光譜遙感是近二十年發展起來的譜像合一的遙感前沿技術。雖然發展時間不長，但由于其本身的特點，使其獲得了廣泛的重視和應用。然而由于衛星技術及氣候的影像，高光譜衛星數據的空間分辨率很低，使得高光譜衛星數據的應用受到限制。

隨著科技的發展，尤其是無人機技術的發展，推掃式機載高光譜相機得到了廣泛的應用，然而由于在數據獲取過程中無人機不可避免產生的機械抖動及飛行偏差，致使最終得到的高光譜數據存在較大的幾何誤差，如何降低這些誤差對于高光譜數據的推廣具有關鍵作用。

由于機載高光譜相機多為推掃式相機，在成像過程中無人機存在機械抖動，致使最終結果不可避免產生較大的幾何誤差。因此，如何研發一種對數據進行精準校正的校正方法及系統，便成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種基于RGB影像的無人機成像高光譜幾何校正的方法，包括以下步驟：

步驟S1：實時采集高光譜相機的高光譜數據、RGB相機的RGB相機數據及低精度POS傳感器的位置姿態信息(POS數據)；

步驟S2：根據所述POS數據對所述RGB相機數據進行空三解算及三維建模，進而得到成像區域內的正射RGB影像數據；

步驟S3：根據所述POS數據對所述高光譜數據進行初步幾何校正，生成低幾何精度的高光譜影像數據；

步驟S4：將所述正射RGB影像數據與所述低幾何精度的高光譜影像數據進行對比分析，得到相同的空間紋理特征點數據，進而得到高幾何精度的高光譜影像數據。

進一步的，在所述步驟S1之前，還包括：將所述高光譜相機、所述低精度POS傳感器固定于無人機云臺上，且所述高光譜相機與所述低精度POS傳感器為固定連接，使其在空間上保持變化位置和方向一致；根據所述高光譜相機的成像參數確定所述RGB相機的相機參數；將所述RGB相機固定于無人機其他部位，所述RGB相機與所述高光譜相機的位置相互獨立，且互無遮擋。

進一步的，通過所述高光譜相機的成像參數確定所述RGB相機的相機參數的方式如下：