[發明專利]一種嚴密成像模型線性恢復方法及系統

在審

• 申請號: 202010082355.5
• 申請日: 2020-02-07
• 公開（公告）號: CN111105380A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 黃文超;劉改;龔靜
• 申請（專利權）人: 武漢玄景科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種嚴密成像模型線性恢復方法，其特征在于：嚴密成像模型線性恢復方法包括以下步驟：

步驟1，嚴密成像模型和通用成像模型建模；

步驟2，逐像素恢復空間觀測光線的矢量信息；

步驟3，利用空間觀測光線前方交會恢復嚴密成像模型的位置信息；

步驟4，利用等效本體坐標系的概念恢復嚴密成像模型的姿態信息；

步驟5，利用探元指向角的概念恢復嚴密成像模型的內方位元素信息。

2.如權利要求1所述一種嚴密成像模型線性恢復方法，其特征在于：所述步驟1的實施方式如下：

嚴密成像模型的表達式為：

其中[X(t),Y(t),Z(t)]表示衛星在地球地心直角坐標系中的位置，R(t)表示從本體坐標系到地球地心直角坐標系的姿態矩陣，對于線推掃成像影像，位置[X(t),Y(t),Z(t)]和姿態R(t)都是時間的函數，對于面陣瞬時成像，位置[X(t),Y(t),Z(t)]和姿態R(t)為常量，位置[X(t),Y(t),Z(t)]和姿態R(t)一起被稱為嚴密成像模型的外方位元素；[ψ_x,ψ_y]為描述空間觀測光線在本體坐標系下指向的探元指向角，稱為嚴密成像模型的內方位元素；另外，m為縮放系數，[X_S,Y_S,Z_S]為定位的地面點在地球地心直角坐標系中的位置，此二者都為未知數

通用成像模型的隱函數表達式為：

[x,y]＝F(Lat,Lon,H)

其中x和y為影像的像素坐標，Lat，Lon，和H表示地面點在大地坐標系中的坐標，通用成像模型的反函數表達式為：

[Lat,Lon]＝F^-1(x,y,H)

通用成像模型隱函數的幾何含義是像方點(x,y)、物方點(Lat,Lon,H)和成像中心共線，滿足此種關系的模型皆為本發明的通用成像模型。

3.如權利要求1所述一種嚴密成像模型線性恢復方法，其特征在于：所述步驟2的實施方式如下：

用戶指定影像上任意一個像素，此像素所對應的攝影光線分別交不同的高程平面H1和H2于C和E；C和E的大地坐標分別為[Lat₁,Lon₁,H₁]和[Lat₂,Lon₂,H₂]，[Lat₁,Lon₁]和[Lat₂,Lon₂]可以根據通用成像模型的反函數計算得到，將C和E的坐標從大地坐標系轉化到地球地心直角坐標系，其相應坐標分別為[X₁,Y₁,Z₁]和[X₂,Y₂,Z₂]；物方點C和E所對應的像點坐標都為(x,y)，嚴密成像模型中的[X(t),Y(t),Z(t)]、R(t)和[tan(ψ_x),tan(ψ_y)]對于C和E是一樣，而[X_S,Y_S,Z_S]和m不一樣，C和E的嚴密成像模型描述為下式：

其中，對于C來說i為1，對于E來說i為2，將C點減去E點，得到下式：

上式本質上是個關于點O，C和E的共線方程關系式，此共線方程的攝影中心為[X₂,Y₂,Z₂]，攝影光線方向為[X₂-X₁,Y₂-Y₁,Z₂-Z₁]，k表示未知的縮放系數，利用此式逐像素完成空間觀測光線矢量信息的恢復。