[發明專利]一種共線條件方程線性化的通用方法及裝置

在審

• 申請號: 202010623122.1
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111949926A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 徐振亮
• 申請（專利權）人: 中國資源衛星應用中心
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G06F17/16;G01C11/28
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 王永芳

本申請公開了一種共線條件方程線性化的通用方法及裝置，該方法包括：通過構造投影矩陣，并在齊次坐標下根據所述投影矩陣將解析形式的共線條件方程轉換為矩陣形式；共線條件方程線性化轉化為像點坐標函數對投影矩陣元素及投影矩陣對各參數的求導問題，導出了共線條件方程線性化的通用形式，繼而在通用模型基礎上構建了不同旋轉矩陣表達下的共線條件方程線性化模型。本申請解決了現有技術中共線條件方程線性化因不同構造的旋轉矩陣表達的共線方程線性化過程中解析復雜、形式不一致、不利于程序化的技術問題。

技術領域

本申請涉及計算機視覺以及攝影測量技術領域，尤其涉及一種共線條件方程線性化的通用方法及裝置。

背景技術

共線條件方程是攝影測量理論中的核心內容，貫穿于攝影測量學系整個學科體系。常規共線條件方程可通過如下公式表示：

其中，(x₀，y₀，f)為內方位元素；(X_S，Y_S，Z_s)為攝站在物方坐標系下的坐標；(X，Y，Z)為物點在物方坐標系下的坐標；(x，y)為像點坐標；a_i、b_i、c_i(i＝1、2、3)為旋轉矩陣元素，稱之為方向余弦；f表示主距。

上述常規共線條件方程為非線性方程，因此，數據處理時一般先對共線條件方程進行線性處理。目前，共線條件方程進行線性處理方法為解析直接求偏導的方法，但是，在對共線條件方程進行解析線性處理時，由于旋轉矩陣元素與外方位角元素(歐拉角情況下)之間存在非常復雜的三角函數，在求導過程中利用多次變換，使得求導過程冗長、繁雜，導致共線條件方程線性化因不同表達的旋轉矩陣其解析表達復雜、形式不一致、不利于程序化的問題。

發明內容

本申請解決的技術問題是：針對現有技術中共線條件方程線性化因不同表達的旋轉矩陣其解析復雜、形式不一致、不利于程序化的問題，本申請提供了一種共線條件方程線性化的通用方法及裝置，本申請實施例所提供的方案中，通過構造共線條件方程的矩陣表達形式，并建立共線條件方程線性化的矩陣分析方法，即共線條件方程線性化轉化為像點坐標函數對投影矩陣元素及投影矩陣對各參數的求導問題，導出了共線條件方程線性化的通用形式，繼而在通用模型基礎上構建了不同旋轉矩陣表達下的共線條件方程線性化模型，使得方法清晰，簡潔，不僅避免共線條件方程線性化的解析復雜、形式不一致、不利于程序化的技術問題，還能提高線性化處理的效率。

第一方面，本申請實施例提供一種共線條件方程線性化的通用方法，該方法包括：

構造投影矩陣，并在齊次坐標下根據所述投影矩陣將解析形式的共線條件方程轉換為矩陣形式，其中，所述投影矩陣包含旋轉矩陣，所述旋轉矩陣的描述形式有多種；

確定像點坐標函數對所述投影矩陣元素的導數矩陣J_M，以及確定所述投影矩陣對外方位元素的導數矩陣J_e；

根據所述導數矩陣J_M以及所述導數矩陣J_e將所述線性化的共線條件方程轉化為共線條件方程線性化的通用形式，并根據不同描述形式的所述旋轉矩陣構建相應的線性化的共線條件方程。