[發(fā)明專利]線陣擺掃CCD相機(jī)圖像無控制點(diǎn)幾何校正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011109323.6
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112258405B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉宇;李德軍;尤金鳳;孫商文;武赫男;劉文婧;于光
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍空軍航空大學(xué)
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 白冬冬

1.一種線陣擺掃CCD相機(jī)圖像無控制點(diǎn)幾何校正方法，其特征在于：線陣擺掃CCD圖像某時(shí)刻成像瞬間物像幾何關(guān)系，L表示該時(shí)刻線陣擺掃CCD圖像線，l表示對應(yīng)的物平面中校正后圖像的線，線陣擺掃CCD原圖像的寬度范圍從P到A，對應(yīng)物平面中校正后圖像的寬度范圍從p到a，線陣擺掃CCD相機(jī)每一時(shí)刻成像一條線，從P到A間的整幅原圖像寬度范圍內(nèi)的每一條線分別進(jìn)行校正來完成對整幅圖像的校正；其中S為投影中心、L為原圖像瞬時(shí)掃描線、l為校正圖像上L對應(yīng)的瞬時(shí)掃描線、f為相機(jī)焦距、SN代表飛行高度，用H表示、A₀代表地面物點(diǎn)、A代表A₀在傾斜圖像的投影點(diǎn)、a代表A₀在正射圖像的投影點(diǎn)、α為相機(jī)掃描主光軸初始位置與地面垂線間夾角，即相機(jī)安裝傾斜角、β為相機(jī)掃描主光軸初始位置與瞬時(shí)主光軸位置間夾角，即傾斜相機(jī)掃描角；

步驟一、數(shù)學(xué)模型公式

P為原圖像上坐標(biāo)原點(diǎn)，以像面上掃描方向?yàn)閅軸，過原點(diǎn)垂直Y軸方向?yàn)閄軸，p為校正后圖像的坐標(biāo)原點(diǎn)，以像面上掃描方向?yàn)閥軸，過原點(diǎn)垂直于y軸方向?yàn)閤軸；在原圖像像面上任取一點(diǎn)A，像點(diǎn)A在校正后像面上的對應(yīng)點(diǎn)為a，設(shè)A在原圖像像面上的坐標(biāo)為(X，Y)，a在校正后像面上的坐標(biāo)為(x，y)，坐標(biāo)以像素值為單位，即像素坐標(biāo)；以Xd表示X處距離縱軸的長度，以Yd表示Y處距離橫軸的長度，同理表示xd、yd，坐標(biāo)值以距離為單位，即像面坐標(biāo)；

步驟二、計(jì)算校正后圖像的圖幅

對于y方向：

Y_d＝β·f

y_d＝f tanα-f tan(α-β)

聯(lián)立上式求得：

其中Y_d為原圖像在y方向的實(shí)際圖幅長度，可通過實(shí)際圖像大小與像元大小求得；

換算成像素值，得到校正后圖像y方向大小為：

其中d_pixel為原圖像像元大小；

對于x方向：

則

對應(yīng)像素值：

x_max代表校正后圖像在x方向上的最大值；

步驟三、校正后圖像像點(diǎn)與原圖像像點(diǎn)在擺掃方向的對應(yīng)關(guān)系，即Y方向的對應(yīng)關(guān)系對于Y方向：

因?yàn)?/p>

y_d＝f tanα-f tan(α-β)

則

又

Y_d＝β·f

所以

將長度換算成像素：

式(3)為本幾何校正方法數(shù)學(xué)模型在傾斜方向上的表達(dá)式；

步驟四、校正后圖像像點(diǎn)與原圖像像點(diǎn)在飛行方向的對應(yīng)關(guān)系，即X方向的對應(yīng)關(guān)系

式(4)為本幾何校正方法數(shù)學(xué)模型在飛行方向上的表達(dá)式。