[发明专利]用于航空相机的图像成像方法及系统

权利要求书

1.一种用于航空相机的图像成像方法，所述航空相机采用单片面阵CCD传感器扫描成像，其特征在于，所述图像成像方法包括：

对所述航空相机拍摄的图像进行畸变校正，得到校正后的序列图像；

对校正后的序列图像按照图像的拍摄顺序或者拍摄时间确定拼接次序，结合相邻图像间的单应矩阵得到合成图像；

从所述航空相机拍摄的图像中检测出静止和/或者运动目标的像素坐标，并进行畸变校正得到多个目标像素坐标；

将各目标像素坐标和GPS定位系统输出的定位数据、航空姿态测量系统输出的飞机姿态数据进行数据融合，得到各目标的地理坐标；

将各目标的地理坐标与所述合成图像进行叠加，得到多目标地理定位的电子地图。

2.根据权利要求1所述的用于航空相机的图像成像方法，其特征在于，所述得到各目标的地理坐标采用基于像元视线向量的多目标自主定位方法，包括：

根据所述单片面阵CCD传感器的成像原理，结合所述各目标像素坐标构造各目标的视线向量；

根据各目标的视线向量计算其与图像中心主目标的像元视线角；

根据相机内部的激光测距机测量得到主目标与飞机之间的距离，根据相机内部的角度编码器测量得到相机光轴相对飞机平台的方位角和高低角，结合各目标和主目标之间的像元视线角计算出各目标与飞机平台的角度与距离关系；

结合GPS定位系统输出的飞机位置数据、航空姿态测量系统输出的飞机姿态数据，通过齐次坐标变换方法计算出单幅图像中多个目标的地理坐标。

3.根据权利要求1所述的用于航空相机的图像成像方法，其特征在于，

对校正后的序列图像按照图像的拍摄顺序或者拍摄时间确定拼接次序，结合相邻图像间的单应矩阵得到合成图像的步骤包括：

采用FAST角点检测算法对校正后的序列图像提取特征点，采用BRISK算子作为特征点描述符，利用汉明距离计算相邻图像间特征点的相似度进行匹配，得到相邻图像之间的单应矩阵；

按照图像的拍摄顺序或者拍摄时间确定拼接次序，按照所述拼接次序和相邻图像之间的单应矩阵进行拼接得到一幅宽视场的合成图像。

4.根据权利要求1所述的用于航空相机的图像成像方法，其特征在于，

所述从所述航空相机拍摄的图像中检测出静止和/或者运动目标的像素坐标采用图像分割法、帧差法或者光流法；其中，

所述图像分割法根据灰度阈值或者边缘信息将图像分为目标区域和背景区域，计算所述目标区域的中心坐标作为目标的像素坐标；

所述帧差法通过相邻帧图像的像素差值能快速检测像素特征变化的运动目标；

所述光流法通过连续帧图像对应像素的特征变化估计图像的运动场，将相似的运动矢量合并为运动目标。

5.一种用于航空相机的图像成像系统，所述航空相机采用单片面阵CCD传感器扫描成像，其特征在于，所述图像成像系统包括：

图像畸变校正单元，用于对所述航空相机拍摄的图像进行畸变校正，得到校正后的序列图像；

图像拼接单元，用于对校正后的序列图像按照图像的拍摄顺序或者拍摄时间确定拼接次序，结合相邻图像间的单应矩阵得到合成图像；

目标检测单元，用于从所述航空相机拍摄的图像中检测出静止和/或者运动目标的像素坐标，并进行畸变校正得到多个目标像素坐标；

目标定位单元，用于将各目标像素坐标和GPS定位系统输出的定位数据、航空姿态测量系统输出的飞机姿态数据进行数据融合，得到各目标的地理坐标；

图像生成单元，用于将各目标的地理坐标与所述合成图像进行叠加，得到多目标地理定位的电子地图。