[发明专利]一种增加照相重叠率的全景航空相机倾斜成像方法

说明书

本发明公开了一种增加照相重叠率的全景航空相机倾斜成像方法。使用本发明能够使得连续两帧图片能够满足图像的重叠率指标要求，便于事后的图像判读。本发明在计算相机俯仰轴和滚动轴的初始位置时，考虑了载机偏航角对航向重叠率的影响，通过建立坐标系，利用坐标系转换，获得了飞机姿态角对相机拍照起始位置的影响，修正了相机拍照的起始位置；相机在本发明计算得到的拍照起始位置进行拍照后，相邻两帧图像的纵向重叠率达到10％左右，有利于图像拼接，提高航拍效率。

技术领域

本发明涉及航空成像与测控技术领域，具体涉及一种增加照相重叠率的全景航空相机倾斜成像方法。

背景技术

全景航空相机结构上由俯仰轴和滚动轴组成，每个轴安装速率陀螺及角度编码器等传感器，利用直流力矩电机驱动轴系转动。在对地面照相时，俯仰轴前后转动以补偿前向像移，滚动轴按照某个速度转动，带动线阵CCD扫描成像，相机照相原理如图1所示。为了事后判读的需要，连续的两帧图像需要保证一定的航向重叠率，即沿同一航线的相邻图像上有同一地面影像部分。航向重叠率与相机的俯仰轴、滚动轴的拍照初始位置有关。目前，为保证相邻图像具有一定的航向重叠率，在当前帧拍照结束后、下一帧拍照前，根据飞机俯仰角、横滚角和目标倾斜角计算相机俯仰轴和滚动轴的下一帧拍照的初始位置，然后在下一帧拍照前，控制相机俯仰轴和滚动轴转回到计算出的下一帧拍照的初始位置，等待拍照开始。但在试飞过程中，全景倾斜相机航拍的图像重叠率变化较大，甚至连续拍照的两幅图像有拉缝现象，不能满足重叠率指标的要求，不能完成拍照图像区域拼接，给事后图像判读带来不便。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种增加照相重叠率的全景航空相机倾斜成像方法，考虑了载机偏航角对重叠率的影响，重新计算了相机俯仰轴和滚动轴的拍照起始角，从而使得连续两帧图片能够满足图像的重叠率指标要求，便于事后的图像判读。

本发明的增加照相重叠率的全景航空相机倾斜成像方法，包括如下步骤：

步骤1，在当前帧成像结束、下一帧成像开始前，采用下式计算下一帧相机横滚轴的起始角位置和相机俯仰轴的起始角位置θ：

其中，

α为载机横滚角；β为载机俯仰角；γ为载机偏航角；γ′为载机航向角；Φ为在航向坐标系下的目标横滚角，ψ为在航向坐标系下的目标俯仰角；

步骤2，在下一帧拍照前，控制相机俯仰轴和滚动轴转到步骤1计算得到的初始位置，等待拍照开始；

步骤3，开始下一帧拍照，相机控制其横滚轴、俯仰轴运动，完成下一帧的拍照；

步骤4，重复步骤1～步骤3，完成扫描成像。

有益效果：

本发明在计算相机俯仰轴和滚动轴的初始位置时，考虑了载机偏航角对航向重叠率的影响，通过建立坐标系，利用坐标系转换，获得了飞机姿态角对相机拍照起始位置的影响，修正了相机拍照的起始位置；相机在本发明计算得到的拍照起始位置进行拍照后，相邻两帧图像的纵向重叠率达到10％左右，有利于图像拼接，提高航拍效率。

附图说明

图1为长焦全景航空相机倾斜照相示意图。

图2为坐标变换数学模型。

图3为实拍图像在地理坐标系的投影。

图4为利用本发明技术处理后在地理坐标系的投影。

图5为本发明流程图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。