主权项 |
一种基于投影变换的空中立方体全景成像目标定位方法,其特征在于步骤如下:1)在指定航拍区域拍摄得到立方体全景图,调取该航拍区域的卫星影像数据,通过手动指定或是特征点自动匹配方法得到若干同名点;2)根据步骤1)得到的同名点,采用投影变换公式<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>R</mi><mrow><mi>f</mi><mi>a</mi><mi>c</mi><mi>e</mi></mrow></msub><msup><mi>K</mi><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msup><msubsup><mi>x</mi><mrow><mi>f</mi><mi>a</mi><mi>c</mi><mi>e</mi></mrow><mi>T</mi></msubsup><mo>=</mo><mo>[</mo><mi>R</mi><mo>|</mo><mi>t</mi><mo>]</mo><mfenced open = '(' close = ')'><mtable><mtr><mtd><mi>X</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>Y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>Z</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><mfenced open = '[' close = ']'><mtable><mtr><mtd><msup><mi>v</mi><mn>1</mn></msup></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi>v</mi><mn>2</mn></msup></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi>v</mi><mn>3</mn></msup></mtd></mtr></mtable></mfenced><mfenced open = '(' close = ')'><mtable><mtr><mtd><mi>X</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>Y</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>Z</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000823431830000011.GIF" wi="861" he="327" /></maths>计算获得从立方体全景图到卫星地图的<maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><mfenced open = '[' close = ']'><mtable><mtr><mtd><msup><mi>v</mi><mn>1</mn></msup></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi>v</mi><mn>2</mn></msup></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mi>v</mi><mn>3</mn></msup></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000823431830000012.GIF" wi="142" he="278" /></maths>即为映射模型矩阵V;式中(X,Y,Z,1)<sup>T</sup>是地面同名点在大地坐标系下的齐次坐标,<img file="FDA0000823431830000013.GIF" wi="369" he="94" />为像素同名点所在立方体面上的齐次坐标,R<sub>face</sub>为立方体六个面相对于立方体全景图坐标系的旋转矩阵,分别为<maths num="0003" id="cmaths0003"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>R</mi><mi>D</mi></msub><mo>=</mo><mfenced open = '[' close = ']'><mtable><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000823431830000014.GIF" wi="422" he="246" /></maths><maths num="0004" id="cmaths0004"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>R</mi><mi>R</mi></msub><mo>=</mo><mfenced open = '[' close = ']'><mtable><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000823431830000015.GIF" wi="437" he="246" /></maths><maths num="0005" id="cmaths0005"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>R</mi><mi>L</mi></msub><mo>=</mo><mfenced open = '[' close = ']'><mtable><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000823431830000016.GIF" wi="462" he="245" /></maths><maths num="0006" id="cmaths0006"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>R</mi><mi>U</mi></msub><mo>=</mo><mfenced open = '[' close = ']'><mtable><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000823431830000017.GIF" wi="493" he="246" /></maths><maths num="0007" id="cmaths0007"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>R</mi><mi>B</mi></msub><mo>=</mo><mfenced open = '[' close = ']'><mtable><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000823431830000018.GIF" wi="462" he="245" /></maths><maths num="0008" id="cmaths0008"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>R</mi><mi>F</mi></msub><mo>=</mo><mfenced open = '[' close = ']'><mtable><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>1</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000823431830000019.GIF" wi="398" he="247" /></maths><maths num="0009" id="cmaths0009"><math><![CDATA[<mrow><mi>K</mi><mo>=</mo><mfenced open = '(' close = ')'><mtable><mtr><mtd><mrow><mi>s</mi><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mrow><mi>s</mi><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mrow><mi>s</mi><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></mtd><mtd><mrow><mi>s</mi><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math><img file="FDA00008234318300000110.GIF" wi="532" he="246" /></maths>为立方体全景图的内参矩阵,s是立方体边长;R和t是立方体全景图坐标系相对于大地坐标系的旋转和平移矩阵,v<sup>i</sup>为第i行行向量,i=1,2,3;3)根据步骤2)得到的映射模型矩阵V,以及待测目标的高程Z,由待测目标的像素的齐次坐标x<sub>face</sub>及待测目标所在的立方体面的旋转矩阵R<sub>face</sub>,获得待测目标的空间位置(X,Y,Z)<sup>T</sup>;再通过大地坐标系到WGS84坐标系的转换,进而获得立方体全景图上待测目标对应的地理坐标。 |