[发明专利]一种利用河道地标间接定位识别立体建筑物的方法

权利要求书

1.利用河道地标间接定位识别立体建筑物的方法，按照以下步 骤进行：

(1)地面准备

(1.1)在规划好的航路上选择可见的河道地标；

(1.2)建立河道地标及立体建筑物目标的几何基准特征库，同 时在卫星遥感图片中建立河道地标与立体建筑物目标之间的空间约 束关系特征库；

(1.3)根据地标的光学成像特性制备出河道地标的参考图；

(2)在实时图中确定包含建筑物目标的局部感兴趣区域：

(2.1)确定河道地标在实时图中的位置；

(2.1.1)飞行器沿规划好的航路飞行，当河道地标按预计出现在 视场中时，启动对河道地标的捕获；

(2.1.2)依据捕获启动时的成像姿态参数，将河道地标的参考图 透视变换到前视状态，生成用于匹配的特征模板；

(2.1.3)将特征模板与实时图进行匹配操作，以确定河道地标在 实时图中的位置；

(2.2)确定立体建筑物目标在实时图中的位置：

(2.2.1)计算河道地标在实时图中的位置(X₂，Y₂)与成像仪光轴瞄 准点在大地坐标系下沿飞行方向的横向偏移量L₁和纵向偏移量L₂：

L1=htan(θ-β1)-htanθ]]>，β1=Y2-ROW/2ROW×φ]]>

L2=hsin(θ-β1)×tanβ2]]>，

其中φ为纵向视场角，为横向视场角，α为方位角，θ为俯仰角， h为成像高度，ROW为实时图行数，COL为实时图列数；

(2.2.2)分别计算偏移量L₁，L₂在正北方向上的投影量dx₂，dy₂：

dx₂＝L₂cosα+L₁sinα，dy₂＝L₁cosα-L₂sinα；

(2.2.3)将光轴瞄准点与目标在大地坐标系下的位置偏移量 dx₁，dy₁转换为相对于飞行方向的偏移量dx′₁，dy′₁：

dx′₁＝dx₁cosα-dy₁sinα，dy′₁＝dy₁cosα+dx₁sinα；

(2.2.4)计算目标在实时图的位置(X₁，Y₁)

Y1=ROW2+β1′-θφ×ROW,]]>

β2′=atandx1′d′]]>，d′＝h/sinβ₃，β3=atanhh/tanθ+dy1′]]>，β′₁＝θ-β₃；

(2.3)在实时图中选取局部感兴趣区域，该区域以步骤(2.2.3) 确定的立体建筑物目标在实时图中的位置(X₁，Y₁)为中心，局部感兴趣 区域的高度H_sub＝H_img×ξ，H_img表示建筑物目标成像高度，1.5≤ξ≤3； 局部感兴趣区域的宽度W_sub＝W_img×γ，W_img表示建筑物目标成像宽度， 2≤γ≤6；

(3)以局部感兴趣区域为处理对象识别立体建筑物目标；

(3.1)对局部感兴趣区域作形态学背景抑制以突出立体建筑物 目标；

(3.2)对形态学背景抑制后的局部感兴趣区域作灰度级合并；

(3.3)对灰度级合并后的局部感兴趣区域进行递推分割，得到 可能包含立体建筑物目标的感兴趣子区；

(3.4)将各感兴趣子区的特征量与建筑物的基准特征库进行特 征匹配，并保留匹配成功的感兴趣子区；

(3.5)对匹配成功的感兴趣子区进行竖直线条和局部对比度验 证，最终确定立体建筑物目标所在的感兴趣子区，该感兴趣子区的形 心即标的位置。

2.根据权利要求1所述的利用河道地标间接定位识别立体建筑 物的方法，其特征在于，所述步骤(2.1)在确定河道地标在实时图 中的位置时，首先要对参考图作透视变换，具体方式为：

令T₀(x₀，y₀)为成像仪光轴瞄准点，为参考图上的任 意一点，则在实时图中T₀的位置为(COL/2，ROW/2)，设在实时图 中的位置为(T₁_COL，T₁_ROW)，则计算T₁_COL和T₁_ROW的过程如 下：

OT₀＝h/tanθ

OM=OT0+(y^1-y0)×cosα+(x^1-x0)×sinα]]>

tan(∠OMP)＝h/OM

T₁_ROW＝ROW/2+(∠OMP-θ)*ROW/φ

其中，h为成像高度，α为方位角，θ为俯仰角，φ为摄像机纵向 视场角，为摄像机横向视场角，M为点朝光轴纵向投影时与OT₀的 交点，OT₀为T₀点到观察视点在地面上的垂直投影点O点的距离，P 为观察视点。