[发明专利]一种面向区域覆盖的多轨拼接成像优化方法有效

专利信息
申请号: 201910214391.X 申请日: 2019-03-20
公开(公告)号: CN109993719B 公开(公告)日: 2022-01-18
发明(设计)人: 沈欣;张过;李仕学;刘钰霖 申请(专利权)人: 武汉大学
主分类号: G06T5/50 分类号: G06T5/50
代理公司: 北京润泽恒知识产权代理有限公司 11319 代理人: 莎日娜
地址: 430072 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 面向 区域 覆盖 拼接 成像 优化 方法
【权利要求书】:

1.一种面向区域覆盖的多轨拼接成像优化方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤S1,针对卫星的m个轨道弧段,在每个轨道弧段的侧摆角的上下限之间随机选择1个侧摆角,构成一个侧摆角组合;其中,m为正整数;

步骤S2,重复执行n次步骤S1,获得n个侧摆角组合,并记所述n个侧摆角组合为集合P,n为正整数;

步骤S3,确定所述集合P中各元素对应的覆盖率,并记所述集合P中各元素对应的覆盖率为集合F;

步骤S4,将所述集合F中最大的覆盖率对应的一个侧摆角组合作为最优侧摆角组合;

步骤S5,采用PSODE算法对所述集合P中的各个元素的速度和位置进行更新、变异和交叉,获得相应的新的元素组成的集合P’;

步骤S6,根据所述集合P’中各元素对应的覆盖率获得集合F’;

步骤S7,将所述集合F’的各个元素与所述集合F中对应的元素进行比较,如果所述集合F’的各个元素大于所述集合F中对应的元素,则将所述集合F中相应的元素替换为所述集合F’的元素,将所述集合P中相应的元素替换为所述集合P’的元素;

步骤S8,将步骤S7中获得的所述集合F中最大的元素与步骤S4中的所述最优侧摆角组合所对应的覆盖率进行比较,如果步骤S7中获得的所述集合F中最大的元素大于步骤S4中的所述最优侧摆角组合所对应的覆盖率,则将步骤S7中获得的所述集合F中最大的元素所对应的所述集合P中的元素作为待优化的最优侧摆角组合;

步骤S9,将步骤S5中的所述集合P和所述集合F替换为步骤S7中获得的所述集合P和所述集合F,重复执行K次步骤S5至步骤S8,获得最终的最优侧摆角组合,其中,K为进化代数,K为大于等于1的整数;

其中,采用PSODE算法对多个侧摆角组合不断更新、交叉、变异生成新的侧摆角组合,从新的侧摆角组合中获得符合成像条件的侧摆角组合,根据符合成像条件的最终的最优侧摆角组合,提高了确定最优侧摆角组合的准确度。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,确定所述集合P中各元素对应的覆盖率,包括:

根据一个侧摆角组合中的每一个侧摆角、中心投影成像几何关系以及卫星的位置和速度,确定每一个侧摆角对应的矩形条带,获得每个矩形条带的四个顶点的顶点坐标;

根据所有矩形条带的顶点坐标,将所有矩形条带求并获得覆盖多边形;

将所述覆盖多边形与目标区域求交,获得有效覆盖多边形;

将所述有效覆盖多边形的面积除以所述目标区域的面积,获得覆盖率。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述矩形条带是通过每一个侧摆角对应的成像中心S到面阵传感器四个角点的特征光线与地表的四个交点在地表形成的。

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述矩形条带是通过每一个侧摆角对应的成像中心S到线阵传感器两个角点的特征光线经过一段时间在地表扫过形成的。

5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,每个矩形条带的每个顶点的顶点坐标是按照以下步骤确定的:

在惯性坐标系下,设地球为一个标准旋转椭球,所述标准旋转椭球的方程为第一公式:

其中,(x,y,z)为标准旋转椭球表面的一个点,a、b分别为标准旋转椭球的长半轴和短半轴长度;

该顶点所处的特征光线在地心惯性坐标系中方程为第二公式:

其中,(x0,y0,z0)为成像中心S在地心惯性坐标系下的坐标,(A,B,C)为该顶点所处的特征光线在地心惯性坐标系下的方向数;

联立所述第一公式和所述第二公式,获得每个矩形条带的每个顶点的顶点坐标。

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