[发明专利]一种基于惯导数据的高光谱图像获取系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于惯导数据的高光谱图像获取系统及系统，该系统包括包括：自主移动平台，自主移动平台上设置有全球卫星导航系统接收器、惯性导航系统、高光谱相机和控制器；全球卫星导航系统接收器用于接收GNSS信号；控制器用于根据GNSS信号对惯性导航系统和高光谱相机进行统一授时；高光谱相机用于采集高光谱阵列图像和采集时刻值，惯性导航系统用于采集高光谱阵列图像中心点的相对位置信息和采集时刻值；控制器还用于利用高光谱相机获取的采集时刻值和惯性导航系统获取的采集时刻值，根据各帧高光谱阵列图像中心点的相对位置信息对各帧高光谱阵列图像进行拼接，获得拼接后的高光谱图像。本发明提高了高光谱图像的拼接效率。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别是涉及一种基于惯导数据的高光谱图像获取系统及方法。

背景技术

自主移动平台如地面机器人、无人机上常搭载有惯性导航(下面简称惯导)，惯导通过测量载体在惯性参考系的加速度并将它对时间进行积分，能够得到导航坐标系中的速度、偏航角和相对位置信息。因为惯导可以不依赖于外部信息，也不向外辐射能量，抗外界干扰能力很强所以能够完全依靠机载设备自主地完成导航任务，且工作环境可以为空中、地面乃至水下。由于分光器的作用，高光谱的一次成像由空间上的多条线排列组成，每一条线有某一特定波段的光谱信息，即一条线对应一个谱面，并由多个波段共同排列组成。要想获取二维信息，需要通过外部或内部推扫的方式多次拍照并将这些线性阵列拼接起来才能形成完整的平面图像和光谱数据采集。

高光谱技术目前应用广泛且有着巨大的前景，但是高光谱单次扫描所包含的数据信息太少，需要对其进行拼接。目前的拼接方法为利用特征点匹配、获取重叠区域等图像处理算法，后期处理时间长，难度大，适应性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于惯导数据的高光谱图像获取系统及方法，提高了高光谱图像的拼接效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于惯导数据的高光谱图像获取系统，包括：自主移动平台，所述自主移动平台上设置有全球卫星导航系统接收器、惯性导航系统、高光谱相机和控制器；所述全球卫星导航系统接收器用于接收GNSS信号；所述控制器用于根据所述GNSS信号对所述惯性导航系统和所述高光谱相机进行统一授时；所述高光谱相机用于采集高光谱阵列图像和采集时刻值，所述惯性导航系统用于采集高光谱阵列图像中心点的相对位置信息和采集时刻值；所述控制器还用于利用所述高光谱相机获取的采集时刻值和所述惯性导航系统获取的采集时刻值，根据各帧高光谱阵列图像中心点的相对位置信息对各帧高光谱阵列图像进行拼接，获得拼接后的高光谱图像。

可选地，所述控制器还用于以所述惯性导航系统开始采集信息的起点为原点，根据各采集时刻值从所述惯性导航系统获取对应高光谱阵列图像中心点的相对位置信息，将每帧高光谱阵列图像按照中心点的相对位置信息放置于平面直角坐标系中，获得拼接后的高光谱图像。

可选地，所述自主移动平台包括地面移动机器人和无人机。

本发明公开了一种基于惯导数据的高光谱图像获取方法，包括：

通过全球卫星导航系统接收器接收GNSS信号；

根据所述GNSS信号为自主移动平台上的惯性导航系统和高光谱相机进行统一授时；

通过所述高光谱相机采集高光谱阵列图像和采集时刻值，通过所述惯性导航系统采集高光谱阵列图像中心点的相对位置信息和采集时刻值；

利用所述高光谱相机获取的采集时刻值和所述惯性导航系统获取的采集时刻值，根据各帧高光谱阵列图像中心点的相对位置信息对各帧高光谱阵列图像进行拼接，获得拼接后的高光谱图像。

可选地，所述利用所述高光谱相机获取的采集时刻值和所述惯性导航系统获取的采集时刻值，根据各帧高光谱阵列图像中心点的相对位置信息对各帧高光谱阵列图像进行拼接，获得拼接后的高光谱图像，具体包括：