[发明专利]航空多视影像的倾斜影像同名点获取方法和装置

说明书

本发明提供了航空多视影像的倾斜影像同名点获取方法和装置，涉及航空摄影领域。本发明提供的航空多视影像的影像同名点获取方法，采用先使用相同视角相同的多张参考影像确定优化物方元的方式，其通过先使用视角相同的多张参考影像确定了优化物方元，再根据确定好的优化物方元和目标倾斜影像的姿态信息确定了参考特征点的同名点，由于相同视角的参考影像的纹理相近，因此得到的优化物方元的准确度较高，进而再确定了准确度较高的优化物方元之后，每次匹配的时候，只需要根据优化物方元再次进行重采样即可，而不需要每次均调整物方元的方向来，来寻找目标倾斜影像上的SNCC系数最大的特征点，从而降低了搜索时间，也就提高了匹配效率。

技术领域

本发明涉及航空摄影领域，具体而言，涉及航空多视影像的倾斜影像同名点获取方法和装置。

背景技术

航空摄影(aerial photography)，又称航拍，是指在飞机或其他航空飞行器上利用航空摄影机摄取地面景物像片的技术。按像片倾斜角分类(像片倾斜角是航空摄影机主光轴与通过透镜中心的地面铅垂线(主垂线)间的夹角)，可将摄影方式分为垂直摄影和倾斜摄影。

其中，倾斜摄影技术是近些年国际测绘领域发展起来的一项高新技术，它突破了过去正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器(不同照相机的主光轴与地面的夹角不同)，进而在飞行的同时从垂直和倾斜的多个不同角度获取多视影像(垂直影像和倾斜影像)。

拍摄多视影像的目的是获取更多的地面信息(如编辑地图、立体图像合成等)，其中，编辑地图或者是立体图像合成的基础便是影像匹配，具体为将两张或多张影像进行拼接。影像匹配作为摄影测量的基本问题之一，无论是空中三角测量阶段获取连接点进行区域网平差，还是后期建模过程中的密集匹配，都需要将影像匹配做为基础。倾斜航空多视影像具有多个视角覆盖范围，一方面大大提高信息的冗余度，另一方面由于影像拍摄角度的不同给多视匹配带来了更大的挑战。进而，如何快速，且准确的获取多视影像上的同名点坐标，进而获取地物的三维信息，是多视影像匹配的关键。

一般而言，影像的匹配的内容包括：匹配基元，搜索策略和判别准则，具体而言：

1，匹配基元，

匹配基元就是进行影像匹配过程中，所选择的要素(点、线、面)。通常，所采用和描述的影像匹配方法都是基于点基元的影像匹配，(以下所称的影像匹配，都是基于点基元的匹配)。理论上，影像上每一个像素就是一个点基元，但事实上我们都是选取具有纹理特殊性和重复性(例如房屋的角点)的像素作为点基元(以下称为特征点)；在每张影像上，通过特征检测算子获取大量的特征点，作为匹配基元。

2，搜索策略，

对一张影像上的任意一个特征点，在另一张影像上的获取其可能的同名点(指实际地理坐标相同的位置在另一张影像上所成像的点，以下称之搜索影像和候选点)的过程，这个过程就是搜索策略，一般而言，影像匹配算法的不同主要都集中体现在搜索策略的变化上。

一个最简单的搜索策略就是穷举法，即搜索影像上的每一个特征点都作为候选点，这是一种最显而易见的解决方法；事实上，在影像的获取过程中，通常相机是按照一定的轨迹进行拍摄的，又或者具备其他的辅助信息(位置姿态)，我们通常利用这些已知的几何关系缩小候选点的搜索范围，例如核线几何约束，如图1所示：

根据同名光线对对相交的原理，假设S1和S2分别为影像I1和I2的拍摄位置，p1为影像I1上的某一特征点，其在I2上的同名点为p2,则同名光线S1p1，S2p2相交于空间点P。

显然S1p1，S2p2和S1S2三条光线是共面的，而p1的同名点p2必然落在这个平面与影像I2的交线上，这条交线称为点p1在影像I2上的核线。利用这条核线可以约束候选点的搜索范围，这就是核线几何约束。

3，判别准则，