[发明专利]一种大幅面等效中心投影影像无缝拼接方法

说明书

本发明公开了一种大幅面等效中心投影影像无缝拼接方法，包括以下步骤：a、基于旋转相机系统的旋转影像采集；b、根据旋转摄影时全站仪提供的水平角读数将旋转影像纠正到选定的基准面上，完成旋转影像投影变换；c、根据旋转影像重叠范围内匹配获得的高精度同名像点，利用顾及相机位姿偏移的旋转影像精密相对定向模型求出旋转影像的精确相对方位元素；d、按照相对定向模型求得的精确方位元素将旋转影像纠正到参考平面上并实现大幅面等效中心投影影像无缝拼接；e、拼接精度评定，通过相对定向后旋转影像上同名特征点的单位权中误差估算拼接精度。本发明有效增大单个摄站的影像覆盖范围，解决数码相机视场角过小的不足。

技术领域

本发明涉及数字近景摄影测量及计算机视觉中大幅面影像获取领域，具体为一种大 幅面等效中心投影影像无缝拼接方法。

背景技术

当前数码相机成为数字摄影测量及计算机视觉数据获取的主流技术，实用化的数码 相机需同时具备高分辨率和大视场角的条件。然而数码相机有些性能却远不及传统的银 盐胶片成像，CCD或者CMOS感光传感面阵受材料与工艺的影响，承影面大大小于以 卤化银为感光材料的银盐模拟相机的胶片，导致同焦距下数码相机视场范围较小，而增 大地面覆盖利于提高空间点深度方向精度及作业效率。故用小面阵CCD获取高分辨率 影像时，由于相幅太小，难以同时满足近景摄影测量对影像重叠度和摄影基线的要求。

为解决数码相机应用于摄影测量存在的视场角小的问题，目前对于大幅面影像获取 大多基于航天航空摄影测量，航空数字相机所用感光器件主要有线阵和面阵两类，线阵推扫成像是利用线阵传感器相机以推扫成像方式对地面景物照相，线阵推扫成像测量范围较大，并能实现动态测量，因而在航天测绘相机中应用较多。

面阵相机采用严格的中心投影方式成像，可量测性高，因而在航空数字相机中得以 广泛应用。目前市场上数码相机的像幅一般只有5k×4k的水平，超过10k×10k的数码相机传感器还停留在研究和军事试用阶段，而且即使出现仍是价格昂贵，使用要求的环境 条件苛刻。由于技术水平和经济原因，目前能直接获取的CCD面阵传感器还不能满足 构建高分辨率大视场角摄影测量相机的要求。为解决数码相机应用于摄影测量存在的视 场角小的问题，目前航空摄影测量领域，大多采用多镜头成像拼接技术增大影像像幅。 国内外研制了多种组合型大面阵航摄相机。SWDC新型数字航测相机系统基于四台非量 测型数字相机，单机像素数为3900万，像元大小为6.8，并集成高精度GPS、数字罗盘、 嵌入式工业控制计算机，航线设计与控制及大量后处理专业软件，成为超大幅面专业量 测型相机。组合宽角视场增加传感器的成像像幅，航向方向增加基高比提高高程测量精 度，旁向方向增加地面覆盖从而提高了作业效率。组合相机解决了单镜头数码相机视场 角小的问题。

多基线摄影测量是实现大视场的另一种形式，利用张祖勋院士提出的计算机视觉代 替人眼的“短基线、多影像摄影测量”原理，采用“多目”视觉方式，充分利用影像间 的多度重叠有效提高匹配的准确性及交会精度。

虽然国内外在大幅面影像获取方面取得了大量研究成果，但还需存在一定的缺陷。 目前对于大幅面影像获取大多基于航天航空摄影测量，很少涉及地面近景摄影测量。线 阵推扫成像不是一个投影中心，摄影测量解析模型难以直接应用；组合相机通过影像拼接实现了大幅面影像获取，但其成本高，设备大，地面开展不灵活；多基线摄影测量是 实现大幅面影像获取的另一种途径，但其影像重叠度要求高，野外实测难度大，难以满 足快速且低成本作业要求。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种集影像采集与拼接于一体的大幅面等效中心投影 影像无缝拼接方法。

技术方案：本发明所述的一种大幅面等效中心投影影像无缝拼接方法，包括以下步 骤：

a、基于旋转相机系统的旋转影像采集；

b、根据旋转摄影时全站仪提供的水平角读数将旋转影像纠正到选定的基准面上，完成旋转影像投影变换；