[发明专利]一种图形拼接装置及其方法

说明书

本发明提供一种图像拼接装置，包括双轴旋转平台和成像系统；双轴旋转平台包括水平轴和垂直轴；成像系统通过绕水平轴旋转调节俯仰角度，成像系统通过绕垂直轴旋转实现360°周扫；成像系统包括光学系统和图像探测器，图像探测器的探测器靶面与光学系统的光轴垂直，且探测器靶面的靶面中心与光轴相交。利用这种装置，本发明提出了图像拼接的方法，结合指向角度信息实现逐行自动配准的图像拼接方法。由于本方法采用的是非特征匹配的方式，有效的避免了传统拼接算法的不足，对于天空等特征不明显区域的全景成像具有较好的适应性与实时性。

技术领域

本发明涉及到光学成像领域，特别涉及一种图形拼接装置及其方法。

背景技术

从近几年美国、无人机正逐渐成为精准军事打击的主要武器，改变着传统的作战方式。无人机具有攻击精度高，雷达反射面积(RCS)小，飞行高度低，雷达较难侦测的特点，目前世界各国都在探索有效的防御手段。

防空预警系统采用不同波段的面阵图像探测器不间断周视扫描的方式，对指定空域进行实时全景成像，可以弥补雷达对低空、小目标探测能力弱的不足，具有识别能力强、预警精度高、隐蔽效果好、成本低、无辐射等特点。

防空预警系统采用两轴稳定平台，实现俯仰可调节，方位360°周扫的工作模式，可实现面阵红外探测器清晰图像的获取。采用图像拼接技术，实时获取设备预警区域的全景图像。通过全景图像中可疑目标检测、多帧特性关联运算，实现可疑目标的自动捕获、识别和预警。图像拼接是实现全景成像的必要手段，也是决定防空预警系统可视化水平的一项关键技术。

2014年，Julio Zaragoza等人为了避免当时常规拼接算法误对齐以及过分依赖后处理和消除伪影的问题，提出了APAP算法。目前大部分拼接应用都是采用APAP算法及其各种衍生算法。

申请号为CN201811625266.X、申请日为2018年12月28日的中国发明专利《视频拼接方法及装置》提出的图像拼接方法用于拼接第一视频和第二视频,包括：对第一视频的第一目标帧和第二视频的第二目标帧进行特征提取、特征匹配和筛选,获得第一目标帧和第二目标帧的第一特征点对集；对第一目标帧和第二目标帧进行前向追踪,获得第一目标帧和第二目标帧的第二特征点对集；对第一目标帧和第二目标帧进行后向追踪,获得第一目标帧和第二目标帧的第三特征点对集；以及根据第一目标帧和第二目标帧的第一特征点对集、第二特征点对集以及第三特征点对集的并集,计算第一目标帧和第二目标帧之间的几何变换关系，进行两帧图像的配准。

申请号为CN201611075609.0、申请日为2016年11月29日的中国发明专利《鱼眼图像拼接成全景图像和全景视频的方法及装置》公开了一种鱼眼图像拼接成全景图像和全景视频的方法及装置,利用N个鱼眼镜头在同一时刻获取到N个鱼眼图像；根据经纬度坐标、球面坐标和平面坐标的映射关系,将获取到N个柱面投影图像中每组柱面投影图像的相交区域进行特征点匹配,得到每组柱面投影图像相交区域的匹配特征点对；根据球面坐标和经纬度坐标的映射关系,获取匹配特征点对的姿态矩阵；以所述N个鱼眼镜头中的某一鱼眼镜头的坐标系为世界坐标系,利用匹配特征点对的姿态矩阵,计算得到每个鱼眼镜头在世界坐标系中的姿态矩阵；根据每个鱼眼镜头在世界坐标系中的姿态矩阵,确定全景图像中每个像素点的像素值；根据所述全景图像中每个像素点的像素值,获取所述全景图像。