[发明专利]一种多相机视场拼接地面标校方法

说明书

本申请提供了一种多相机视场拼接地面标校方法，包括以下步骤：建立相机平台棱镜坐标系及二维转台坐标系；获取相机平台与二维转台的坐标系关系；获取多台相机在相机平台棱镜坐标系中的安装矩阵；采用精密测角法获取在全视场范围采集均匀分布的测试点，所述测试点包括视场重叠区域的测试点；基于所述视场重叠区域的测试点分别建立多台相机间的几何约束模型；根据所述多台相机间的几何约束模型及所述重叠区域的测试点基于最小二乘法，解算多台相机间的相对安装关系；将所述多台相机间的相对安装关系用于多传感器视场拼接光学载荷高精度实验室标校。

技术领域

本发明属于空间遥感技术领域，尤其涉及多传感器视场拼接标校领域。

背景技术

宽幅高分辨遥感成像技术可在保证分辨率的同时通过增大幅宽缩短重访周期进而提升在轨数据采集效率，已成为国内外遥感领域的研究热点。

目前，常用的宽幅高分辨成像手段主要有：多探测器拼接增大有效视场、多相机多视场交叠成像、敏捷成像、线阵或面阵摆扫成像以及全球组网观测等方式。其中，多相机多视场交叠成像即将多台视场重叠的CCD(charge coupled device电荷耦合器件)相机沿垂轨方向安装，同时沿轨推扫成像，实现高分辨率与大幅宽的结合，国内的北京1号、资源1号02C以及高分1号等卫星均采用该方式提升对地覆盖能力。

然而，该成像方式需要搭载多台相机，同时相机之间需要高精度的刚性连接，这种成像方式一方面对卫星平台提出了较高的要求，另一方面，载荷与卫星平台之间的安装关系、载荷间的安装关系的实验室及在轨标定难度增大。此外，对于多相机视场拼接系统，每台相机拥有各自独立的光学系统，其几何成像模型、辐射传输模型均需独立标定，这也增大了实际应用的难度。

发明内容

本发明申请实施例通过提供一种多相机视场拼接地面标校方法，解决了现有技术中多相机视轴之间的安装误差导致相机视场间视场拼接误差及多相机光轴间几何关系的实验室标校问题，实现了多相机视场拼接光学载荷高精度实验室标校。

本申请实施例提供了一种多相机视场拼接地面标校方法，包括以下步骤：

S1)建立相机平台棱镜坐标系及二维转台坐标系；

S2)获取相机平台与二维转台的坐标系关系；

S3)获取多台相机在相机平台棱镜坐标系中的安装矩阵；

S4)采用精密测角法获取在全视场范围采集均匀分布的测试点，所述测试点包括视场重叠区域的测试点；

S5)基于所述视场重叠区域的测试点分别建立多台相机间的几何约束模型；

S6)根据所述多台相机间的几何约束模型及所述重叠区域的测试点基于最小二乘法，解算多台相机间的相对安装关系；

S7)将所述多台相机间的相对安装关系用于多传感器视场拼接光学载荷高精度实验室标校。

优选地，所述的多相机视场拼接地面标校方法，所述卫星平台与二维转台的坐标关系的计算表达式为：

其中，R_C2T为相机平台与二维转台之间的安装矩阵，ω_x,ω_y,ω_z分别为所述相机平台棱镜坐标系三轴相对于所述二维转台坐标系三轴的旋转角。

优选地，所述的多相机视场拼接地面标校方法，所述步骤S3进一步包括：

S31)通过经纬仪获取所述多台相机光轴矢量在相机棱镜坐标系中的方位角和仰俯角；

S32)计算所述多台相机的光轴在所述相机在平台棱镜坐标系中的安装矩阵。

优选地，所述的多相机视场拼接地面标校方法，所述步骤S32安装矩阵计算表达式为：