[发明专利]基于三面阵相机的机载高光谱图像几何校正方法与装置

权利要求书

1.一种基于三面阵相机的机载高光谱图像几何校正装置，包括运输机，机载稳定平台控制器(1)，机载稳定平台(2)，固定支架(3)，惯性姿态测量模块(4)，三个高速面阵CMOS相机(5)，其特征在于：

所述的三个高速面阵CMOS相机通过固定支架(3)，以高光谱相机(6)中心视场主光轴为对称轴，呈正三角形分布；三个高速面阵CMOS相机像元分辨率是高光谱相机的2～3倍，地面空间分辨率为200m；机载稳定平台通过低成本稳定平台控制器(1)，能够使姿态稳定在±0.05°～±0.1°。

2.一种基于权利要求1所述基于三面阵相机的机载高光谱图像几何校正装置的机载光谱图像几何校正方法，其特征在于：

1)高光谱相机和三个高速面阵CMOS相机同时对地面成像，获取图像数据，图像数据为相机输出的DN值；

2)对三个高速面阵CMOS相机获取的前后图像进行二值化处理，滤波和图像特征点的提取；

3)对于连续两幅图像，对后一张进行坐标变换，通过对不同的航偏角γ、俯仰角α和侧滚角β组合进行网格搜索；在两幅图像左，中，右分别选取三个特征区域，在特征区域中比对前后两张图像的特征点；对于地面特征点A，在水平图像P⁰和倾斜图像P上的构像分别是a⁰和a,对应的以各自像主点为原点的像点坐标分别为(x⁰,y⁰)和(x,y)，则有：

其中，f为焦距，利用该公式获得俯仰角α，改变选取的特征点，则可获取航偏角γ和侧滚角β；

4)利用下面的共线方程，计算出地物点的实际地理坐标，用该坐标来替换原高光谱图像的坐标，进行图像实时几何校正：

其中，f为焦距，x_real和y_real是地物点的实际地理坐标，(X，Y)为像素点在地面坐标系中的坐标，(X，Y，Z)为像素点在图像框标坐标系中的坐标，(X_S，Y_S，Z_S)为投影中心在图像框标坐标系中的坐标，a_i，b_i，c_i，i＝1，2，3，为只含三个独立参数的九个方向余弦，它们可由以下公式计算获得：

a₁＝cosαcosβ+sinαsinβ

b₁＝cosαsinβ-sinαsinγcosβ

c₁＝sinαcosγ

a₂＝-cosγsinα

b₂＝cosγcosα

c₂＝sinγ

a₃＝-sinαcosβ+cosαsinγsinβ

b₃＝-sinαsinβ-cosαsinγcosβ

c₃＝cosαcosγ。