[发明专利]基于RPC定位模型的星载视频稳像方法及系统

权利要求书

1.基于RPC定位模型的星载视频稳像方法，其特征是，包括：

步骤1，构建星载视频影像序列中各帧影像的RPC模型，本步骤进一步包括：

1.1 建立视频相机的严密成像几何模型，所述的严密成像几何模型表示了各帧影像的像点坐标与地面点坐标的数值关系；

1.2 建立各帧影像的RPC模型，具体为：

1.2.1 根据严密成像几何模型，分别计算各帧影像上、下、左、右四个角点的地面点坐标，将地面点坐标转换成地理坐标；根据四个角点的地理坐标获得帧影像区域的地理范围；从SRTM数据上读取该地理范围的影像，并计算该地理范围的高程范围；

1.2.2 对各帧影像进行虚拟控制格网划分，根据严密成像几何模型计算格网上各网格点的地面点坐标，并转换成地理坐标，获得形如(x,y,lat,lon,h)的网格点，即控制点；其中，(x,y)表示控制点的影像坐标，(lat,lon,h)表示控制点的地理坐标；

1.2.3 根据各控制点的(x,y,lat,lon,h)，采用最小二乘法求解RPC模型中的有理多项式系数；

步骤2，星载视频影像序列中帧影像的匹配，本步骤进一步包括：

2.1 星载视频影像序列中任选一帧影像作为基准影像；

2.2 星载视频影像序列中基准影像以外的影像记为其余影像；对各其余影像，利用SIFT特征匹配法，分别将各其余影像与基准影像进行匹配，得到各其余影像与基准影像的同名点集；

步骤3，星载视频影像序列中帧影像的定向，本步骤进一步包括：

3.1 计算各基准影像同名点的地理坐标，并获得其余影像的控制点；具体为：

记(x_lm,y_lm)为基准影像同名点的影像坐标，(x_rm,y_rm)为基准影像同名点对应的其余影像同名点的影像坐标；

3.1.1 构建影像坐标(x,y)与地理坐标(lat,lon,h)间的关系式记为式(1)；采用严密成像几何模型计算基准影像上、下、左、右四个角点的地理坐标(lat,lon,h)，根据四个角点的影像坐标(x,y)和地理坐标(lat,lon,h)，计算仿射变换参数f₀、f₁、f₂、g₀、g₁、g₂：

3.1.2 根据基准影像的同名点的影像坐标(x_lm,y_lm)，采用式(1)获得基准影像同名点的地理坐标；

3.1.3 根据基准影像同名点的地理坐标，采用RPC模型获得对应的影像坐标

3.1.4 令其中，GSD表示影像的地面分辨率，单位：米；根据采用式(1)获得的基准影像同名点的地理坐标(lat,lon,h)构建地面点，所构建的地面点的地理坐标分别为(lat+Δlat,lon+Δlon,h)_e、(lat+Δlat,lon-Δlon,h)_e、(lat-Δlat,lon+Δlon,h)_e，采用RPC模型获得所构建的四个地面点对应的影像坐标；根据所构建的四个地面点的影像坐标和地理坐标，更新式(1)的仿射变换参数；

3.1.5 重复子步骤3.1.2～3.1.4，直至x_lm与的差值以及y_lm与的差值均小于预设阈值，结束迭代，当前地理坐标即基准影像同名点的地理坐标；

3.1.6 将基准影像同名点的地理坐标赋值给其所对应的其余影像同名点，获得其余影像同名点的(x_rm,y_rm,lat,lon,h)，其余影像同名点的(x_rm,y_rm,lat,lon,h)构成其余影像的控制点；

3.2 根据其余影像的控制点计算其余影像的RPC模型像方补偿参数；

步骤4，基于其余影像的RPC模型像方补偿参数，对其余影像进行帧影像重采，获得重采影像，即稳像影像。