[发明专利]一种无人机遥感影像的快速几何校正方法及系统

权利要求书

1.一种无人机遥感影像的快速几何校正方法，其特征在于，所述方法包括：

采集无人机原始影像，无人机原始影像的边框矩形为第一矩形；由于无人机俯仰角的影响，无人机原始影像在成像时产生梯形形变；根据第一矩形校正俯仰角引起的梯形形变得到第一梯形ABEF，第一梯形ABEF的获得方式具体为：通过解算获得第一梯形ABEF的上底与下底长度及第一梯形ABEF的高度，进而获得第一矩形对应的第一梯形ABEF；

将第一梯形ABEF的最小外接矩形作为第二矩形ABCD；由于无人机翻滚角的影响，第二矩形在成像时产生梯形形变；根据第二矩形ABCD校正翻滚角引起的梯形形变得到第二梯形A'B'C'D'，第二梯形A'B'C'D'的获得方式具体为：通过解算获得第二梯形A'B'C'D'四个顶点，进而获得第二矩形ABCD对应的第二梯形A'B'C'D'；

依据第二梯形A'B'C'D'解算得到第一四边形A'B'E'F'，根据第一梯形ABEF上底与下底中较短的底EF的两个端点E和F在第二矩形CD边上的相对位置，通过透视变换得到第一四边形的两个顶点E'和F'在边C'D'上的位置；

通过无人机偏航角对应的二维旋转矩阵旋转变换第一四边形的四个顶点得到第二四边形，第二四边形为无人机原始影像校正后的影像形状；

根据第一矩形四个顶点在像素坐标系下的坐标与第二四边形的四个顶点在像素坐标系下的坐标的对应关系，解算得到原始影像和校正后影像的单应性变换矩阵；

根据单应性变换矩阵与原始影像各像素点的像素值，计算得到校正后影像各个像素点的像素值，得到校正后的影像。

2.根据权利要求1所述的一种无人机遥感影像的快速几何校正方法，其特征在于，将第一梯形ABEF的最小外接矩形作为第二矩形ABCD为：以第一梯形ABEF的上底与下底中较长的底AB作为第二矩形ABCD的长，以第一梯形ABEF的高作为第二矩形ABCD的宽。

3.根据权利要求1所述的一种无人机遥感影像的快速几何校正方法，其特征在于：

第一梯形ABEF的高

第一梯形ABEF的上底

第一梯形ABEF的下底

其中，H为无人机相对地面的航高，w₁为第一矩形的长，h₁为第一矩形的宽，f为镜头焦距，α为无人机相对于导航坐标系的俯仰角，y₀为像主点在框标坐标系下的纵坐标，GSD为地面采样间隔。

4.根据权利要求1所述的一种无人机遥感影像的快速几何校正方法，其特征在于：

第二梯形A'B'C'D'的高：

第二梯形A'B'C'D'的上底：

第二梯形A'B'C'D'的下底：

其中，H为无人机相对地面的航高，w₂为第二矩形的长，h₂为第二矩形的宽，β为无人机相对于导航坐标系的翻滚角，x₀为像主点在框标坐标系下的横坐标，f为镜头焦距，GSD为地面采样间隔。

5.根据权利要求1所述的一种无人机遥感影像的快速几何校正方法，其特征在于，所述通过无人机偏航角对应的二维旋转矩阵旋转变换第一四边形的四个顶点得到第二四边形，具体包括：

步骤1：以第一四边形的左下角顶点为原点o，水平方向向右为x轴正方向，根据右手法则确定y轴正方向，分别得到第一四边形的四个顶点在坐标系xoy下的坐标；

步骤2：设γ为无人机相对于导航坐标系的偏航角，则二维旋转矩阵R为：

其中，用于计算点(x₁,y₁)绕原点逆时针旋转γ后的坐标(x₂,y₂)为

步骤3：步骤1得到的四个顶点经过步骤2的旋转矩阵R旋转变换后得到第二四边形四个顶点的坐标。