[发明专利]一种城市地区航空影像角特征匹配方法

权利要求书

1.一种城市地区航空影像角特征匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，输入左、右两张航空影像以及两航空影像的初始内外方位元素；

步骤2，分别在左、右两张航空影像上提取建筑物的角特征，包括先在航空影像上提取直线特征，然后根据直线特征提取角特征，每个角特征由两条具有相邻端点且近似垂直的直线段组成，这两条直线段的交点为角特征的角点，并按照从起始边到终止边沿逆时针的夹角小于180度的原则确定角特征的起始边和终止边；

步骤3，对于步骤2在左影像上提取的所有角特征，逐个进行以下匹配操作，直至左影像上的所有角特征匹配完毕，

对于左影像上一个待匹配的角特征，根据两航空影像的初始内外方位元素计算角点在右影像上对应的核线，将右影像上的核线上下扩展一定范围构成右影像上的搜索区，对于右影像上所有落入搜索区内的角特征，逐一与左影像上待匹配的角特征进行同名角特征初始匹配，获得候选同名角特征；

对于左影像上待匹配的角特征和各候选同名角特征，分别结合角特征所处位置的影像灰度信息进行同名角特征精匹配，得到左影像上待匹配的角特征和各候选同名角特征之间的相关系数，取相关系数最大且大于预设相关系数阈值的角特征对作为最终的同名角特征对。

2.根据权利要求1所述的城市地区航空影像角特征匹配方法，其特征在于：进行同名角特征初始匹配的实现方式为，

对于左影像上待匹配的角特征和右影像上落入搜索区内的一个角特征，以两个角特征的起始边或两个角特征的终止边为同名边，分别进行以下操作，

采用旋转、平移及缩放变换模型计算两个角特征之间的坐标变换参数，将右影像上的角特征变换至左影像上待匹配的角特征坐标系下，坐标变换后两角特征的同名边相互重合，然后计算两个角特征的端点间距；

当所得两个端点间距中最小值小于距离阈值时得到一个候选同名角特征。

3.根据权利要求1或2所述的城市地区航空影像角特征匹配方法，其特征在于：进行同名角特征精匹配的实现方式为，对于左影像上待匹配的角特征和右影像上的一个候选同名角特征，分别对两个角特征获得各自的1/4有效窗口和3/4有效窗口，在两个角特征的1/4有效窗口之间根据影像灰度信息进行匹配计算相关系数C_1/4，在两个角特征的3/4有效窗口之间根据影像灰度信息进行匹配计算相关系数C_3/4，取相关系数C_1/4 和C_3/4中的最大值作为两个角特征之间的相关系数。

4.根据权利要求3所述的城市地区航空影像角特征匹配方法，其特征在于：对某角特征获得相应1/4有效窗口和3/4有效窗口的实现方式如下，

步骤4.1，以角特征的起始边为x轴，以角特征的角点为坐标原点O，建立直角坐标系统Oxy，并采用仿射变换模型将角特征的另外一条边等长纠正到y轴上，计算变换前角特征与新坐标系统Oxy之间的变换参数；

步骤4.2，以直角坐标系统Oxy的坐标原点O为中心，根据预设尺寸取影像窗口，直角坐标系统Oxy的x轴和y轴分别与影像窗口的两条边平行，按照步骤4.1所得变换参数依次计算影像窗口中每一像素点经过坐标变换后在角特征所在影像上的坐标，根据该坐标值在该影像上内插获得像素灰度值，得到纠正后的影像窗口；

步骤4.3，对于纠正后的影像窗口，根据x轴和y轴将影像窗口划分为1/4有效窗口和3/4有效窗口，1/4有效窗口中仅取影像窗口位于第一象限内的部分；3/4有效窗口中仅取影像窗口位于第二、三和四象限内的部分。