[发明专利]走廊捕获

说明书

一种创建走廊区域的正射拼接的方法，该走廊区域至少部分地由走廊路径描述，该方法包括使航空器沿着近似走廊路径的主飞行线路飞行并捕获一系列的主图像；使航空器沿着基本平行于走廊路径的次要飞行线路飞行并捕获一系列的次要图像；在主图像和次要图像中识别与公共地面点相对应的公共特征；经由光束调整和从公共地面点中估计与每个主图像相关联的外部取向以及与每个地面点相关联的三维位置；使用外部取向中的至少一些和三维地面点位置中的至少一些对主图像中的至少一些进行正射校正；以及将正射校正的主图像合并以创建正射拼接。

发明领域

本发明涉及走廊正射拼接(orthomosaics)的有效和准确的创建。

背景

正射照片的准确地理参考的拼接图(被称为正射拼接)正在成为传统图片地图的流行替代品，因为它们可以从航空照片自动创建，并且因为它们显示了地面上的实际有用的细节。

在文献中很好地描述了从航空照片创建准确的正射拼接。例如，参见Wolf等人的“Elements of Photogrammetry with Application in GIS”的第四版和“Manual ofPhotogrammetry”第六版(美国摄影测量和遥感学会(ASPRS))。

正射拼接的创建需要系统地捕获感兴趣区域的重叠航空照片，以确保感兴趣区域的完整覆盖，并确保图像中有足够的冗余以允许精确的光束调整、正射校正和光控的取向(alignment of the photos)。

光束调整是通过其改善对地面点和相机姿态进行冗余估计的过程。现代光束调整在Triggs等人的“Bundle Adjustment-Modern Synthesis”中进行详细描述。

光束调整可以在手动识别的地面点的位置上操作，或者越来越多地在重叠的照片之间自动匹配的自动识别的地面特征的位置上操作。

重叠的航空照片通常通过在感兴趣区域上以蛇形模式导航测量航空器来捕获。测量航空器载有航空相机系统，并且蛇形飞行模式确保由相机系统捕获的照片沿着飞行模式内的飞行线路和相邻飞行线路之间的飞行线重叠。

包含铁路径，高速公路，电力线，河流，河渠，海岸线和其他狭窄曲折特征的走廊往往特别引人关注。然而，传统的基于区域的航空测量技术对于捕获走廊是次优的。

发明概述

在第一方面中，本发明提供了一种创建走廊区域的正射拼接的方法，该走廊区域至少部分地由走廊路径描述，该方法包括：沿着主飞行线路飞行航空器，该主飞行线路包括一系列的主飞行线路段，每个主飞行线路段近似于走廊路径的至少一部分；在沿着每个主飞行线路段飞行期间且经由通过航空器携带的航空相机系统捕获一系列的主图像，每个主图像至少部分地与序列中的其后续主图像重叠；沿着次要飞行线路飞行航空器，次要飞行线路包括一系列的次要飞行线路段，每个次要飞行线路段基本上平行于走廊路径的至少一部分；在沿着每个次要飞行线路段飞行期间并经由通过航空器携带的航空相机系统捕获一系列的次要图像，次要图像中的至少一些与主图像中的至少一些重叠；在多个主图像和次要图像中识别与公共地面点相对应的公共特征；经由光束调整和根据公共地面点估计与每个主图像相关联的外部取向和与每个地面点相关联的三维位置；使用外部取向中的至少一些和三维地面点位置中的至少一些对主图像中的至少一些进行正射校正；以及将正射校正的主图像合并以创建正射拼接。

航空器可以沿着每个主飞行线路段基本上水平飞行，并且可以沿着每个主飞行线路段和其后续主飞行线路段之间的回转转弯(go-around turn)飞行，该转弯具有大于180度的角度。

航空器可以沿着每个次要飞行线路段和其后续次要飞行线路段之间的转弯飞行，该转弯具有小于90度的角度。

航空相机系统可以包括用于捕获基本上垂直的图像的至少一个垂直相机。

航空相机系统可以包括用于捕获基本上偏斜的图像的至少一个偏斜相机。