[發明專利]一種邊坡雷達影像與地形點云的誤匹配校正方法

有效

• 申請號: 202110244384.1
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113176544B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 鄭翔天;何秀鳳;楊曉琳;宋敏峰;張勁松
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S13/89;G06T7/73
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

1.一種邊坡雷達影像與地形點云的誤匹配校正方法，其特征在于，包括以下具體步驟：

步驟1，測量雷達軌道兩端點坐標，結合雷達的設計參數計算天線行跡矢量

步驟2，使用幾何映射方法完成雷達圖像和三維地形點云數據粗匹配，得到粗匹配映射表T_rough；

步驟3，選取雷達圖像中若干人工目標，測量得到人工目標的二維坐標集合{d₁(r,θ),…,d_n(r,θ)}，并定位人工目標在三維地形點云數據中的三維坐標集合{d₁(X,Y,Z)_T,…,d_n(X,Y,Z)_T}以作為人工目標的真實坐標；其中，n為人工目標數量；

步驟4，查找粗匹配映射表T_rough獲得{d₁(r,θ),…,d_n(r,θ)}在粗匹配映射表中匹配的三維坐標集合{d₁(X,Y,Z)_S,…,d_n(X,Y,Z)_S}作為人工目標的偏差坐標；

步驟5，將人工目標的真實坐標和偏差坐標輸入空間坐標變換方程，得到空間坐標變換方程的變換參數初值；

步驟6，進行顯著地物和周邊區域的相關性分析提取控制點對；

步驟7，利用步驟5中的變換參數初值、步驟6中的控制點對及最小二乘迭代估計空間坐標變換方程的變換參數的最優值，對粗匹配映射表T_rough進行變換完成誤匹配校正。

2.如權利要求1所述的一種邊坡雷達影像與地形點云的誤匹配校正方法，其特征在于，步驟1中天線行跡矢量為：其中，為雷達軌道中軸向量，Δh為俯仰調節旋鈕中心距離軌道軸心高度，L_antenna為天線中心至俯仰調節主軸距離，θ_sight為雷達視主軸與水平面夾角，和分別為以雷達合成孔徑中心建立的坐標系O_s-X_sY_sZ_s中Y_s和Z_s軸方向的空間單位向量。

3.如權利要求2所述的一種邊坡雷達影像與地形點云的誤匹配校正方法，其特征在于，坐標系O_s-X_sY_sZ_s中X_sO_sY_s為水平面，Z_s為鉛垂線反方向，X_s軸方向為合成孔徑波束的指向在水平面的投影，Y_s軸與X_s軸垂直并按右手坐標系定出。

4.如權利要求1所述的一種邊坡雷達影像與地形點云的誤匹配校正方法，其特征在于，步驟2具體為：

天線行跡矢量作為幾何映射算法輸入參數，利用距離-多普勒算法計算三維地形點云數據P_terrain中各點與雷達的相對斜距和相對方位角；

通過插值搜索方法獲取雷達圖像I(r,θ)中插值點的像素索引，得到粗匹配映射表T_rough，完成粗匹配。

5.如權利要求4所述的一種邊坡雷達影像與地形點云的誤匹配校正方法，其特征在于，P_terrain中第i個頂點A_i相對于孔徑中心O_s的斜距：

式中表示A_i相對于孔徑中心O_s的斜距，||·||₂代表向量的2-范數，N為P_terrain中頂點總數；

以相對豎直中心平面左側為方位負角度，P_terrain中第i個頂點A_i相對于孔徑中心O_s的方位角為：

式中，表示A_i相對于孔徑中心O_s的方位角，為A_i在天線行跡矢量的垂足，|·|代表向量的模。