多路图像联合监视与等价空间图像拼接方法

摘要

本发明公开了一种多路图像联合监视与等价空间图像拼接方法，用于解决现有的CCD图像幅面小的技术问题。技术方案是按照给定距离的区域覆盖要求和电动镜头不同距离的视场角，将安装在不同云台上的一组CCD方位角和高低角采用自动控制方式调整，或者将安装同一云台上的一组CCD高低角采用自动控制方式调整，实现给定监视区域的最大覆盖。通过监视空间等效方法将多个小幅面CCD系统等效为一个大幅面CCD监视系统，并对多个重复监视区域进行融合估计。

主权项

一种多路图像联合监视与等价空间图像拼接方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、将安装在不同云台上的一组CCD方位角和高低角、或者安装同一云台上的一组CCD高低角，采用自动控制方式调整，等效一个大幅面CCD监视系统；步骤二、按照给定距离的区域覆盖要求和电动镜头不同距离的视场角，将安装在不同云台上的一组CCD方位角和高低角采用自动控制方式调整，或者安装同一云台上的一组CCD高低角采用自动控制方式调整，实现给定监视区域的最大覆盖；步骤三、等价一个大幅面CCD系统所对应等价直角坐标系定义为OXYZ，第i个CCD系统对应的直角坐标系定义为O_iX_iY_iZ_i，多个CCD在覆盖区域等效观测点的直角坐标值校正按照以下公式：$\left[\begin{array}{c}x\\ y\\ z\end{array}\right]=R_i\left[\begin{array}{c}{x}_i+x_{i0}\\ y_i+y_{i0}\\ z_i+z_{i0}\end{array}\right]$式中，x,y,z为等价坐标系OXYZ中的坐标值，x_i,y_i,z_i为第i个CCD系统对应坐标系O_iX_iY_iZ_i中的坐标值，x_i0,y_i0,z_i0为坐标系O_iX_iY_iZ_i原点在坐标系OXYZ中的坐标值；步骤四、等价一个大幅面CCD系统所对应等价球面坐标系定义为ραβ，第i个CCD系统对应的球面坐标系定义为ρ_iα_iβ_i，多个CCD在覆盖区域等效观测点的统一球面坐标系坐标值校正关系为：$\left[\begin{array}{c}x\\ y\\ z\end{array}\right]=\rho \left[\begin{array}{c}\cos \alpha \cos \beta \\ \sin \alpha \cos \beta \\ \sin \beta \end{array}\right],{\rho }^2=\left[\begin{array}{ccc}x& y& z\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}x\\ y\\ z\end{array}\right]$以及$\left[\begin{array}{c}\cos \alpha \cos \beta \\ \sin \alpha \cos \beta \\ \sin \beta \end{array}\right]=R_i\left[\begin{array}{c}{x}_i+x_{i0}\\ y_i+y_{i0}\\ z_i+z_{i0}\end{array}\right]/\rho ;$根据$\begin{array}{c}{\rho }^2=\left[\begin{array}{ccc}x& y& z\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}x\\ y\\ z\end{array}\right]\\ =\left[\begin{array}{ccc}{x}_i+x_{i0}& y_i+y_{i0}& z_i+z_{i0}\end{array}\right]R_i^T{R}_i\left[\begin{array}{c}{x}_i+x_{i0}\\ y_i+y_{i0}\\ z_i+z_{i0}\end{array}\right]\\ =\left[\begin{array}{ccc}{x}_i+x_{i0}& y_i+y_{i0}& z_i+z_{i0}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_i+x_{i0}\\ y_i+y_{i0}\\ z_i+z_{i0}\end{array}\right]\end{array}$求解出ρ；根据$\sin \beta =r_{3i}\left[\begin{array}{c}{x}_i+x_{i0}\\ y_i+y_{i0}\\ z_i+z_{i0}\end{array}\right]/\rho$计算得β；如果$\mathrm{abs}\left(\frac{r_{2i}\left[\begin{array}{c}{x}_i+x_{i0}\\ y_i+y_{i0}\\ z_i+z_{i0}\end{array}\right]}{r_{1i}\left[\begin{array}{c}{x}_i+x_{i0}\\ y_i+y_{i0}\\ z_i+z_{i0}\end{array}\right]}\right)\le 5$则按照$\tan \alpha =\frac{r_{2i}\left[\begin{array}{c}{x}_i+x_{i0}\\ y_i+y_{i0}\\ z_i+z_{i0}\end{array}\right]}{r_{1i}\left[\begin{array}{c}{x}_i+x_{i0}\\ y_i+y_{i0}\\ z_i+z_{i0}\end{array}\right]}$计算α；如果$\mathrm{abs}\left(\frac{r_{2i}\left[\begin{array}{c}{x}_i+x_{i0}\\ y_i+y_{i0}\\ z_i+z_{i0}\end{array}\right]}{r_{1i}\left[\begin{array}{c}{x}_i+x_{i0}\\ y_i+y_{i0}\\ z_i+z_{i0}\end{array}\right]}\right)>5,$则按照$\mathrm{co}\tan \alpha =\frac{r_{1i}\left[\begin{array}{c}{x}_i+x_{i0}\\ y_i+y_{i0}\\ z_i+z_{i0}\end{array}\right]}{r_{2i}\left[\begin{array}{c}{x}_i+x_{i0}\\ y_i+y_{i0}\\ z_i+z_{i0}\end{array}\right]}$计算α；步骤五、m个CCD监视的重复区域融合估计方法为：等效信息(λ_k×第k个CCD信息等效值)式中，λ为加权因子，${\lambda }_k={\left[\sqrt{x_{k0}^2+y_{k0}^2+z_{k0}^2}\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}\frac{1}{\sqrt{x_{i0}^2+y_{i0}^2+z_{i0}^2}}\right]}^{-1},k=\mathrm{1,2},...,m-1,$${\lambda }_m=1-\underset{i=1}{\overset{m-1}{\Sigma }}{\lambda }_i$式中，m为整数。