[发明专利]基于投影变换的线阵旋转扫描相机成像模型构建方法和标定方法

摘要

本发明提供了一种基于投影变换的线阵旋转扫描相机成像模型构建方法和标定方法，其中成像模型构建方法包括：利用线阵旋转扫描相机和框幅式相机的成像原理、相机旋转平台参数、线阵旋转扫描相机成像平面与其切平面的位置关系确定线阵旋转扫描相机原始成像平面上的像点坐标与以切平面为成像平面的虚拟框幅式图像上对应像点坐标的几何关系，从而确定一种新的线阵旋转扫描相机成像模型；标定方法包括：利用上述成像模型，根据获取的控制点和对应像点坐标，采用直接线性变换方法和非线性优化方法进行线阵旋转扫描相机标定。与传统方法相比，本发明方法简单快速，并具有较高精度；更易于构建核线影像，因此更加适用于三维重建。

主权项

1.一种基于投影变换的线阵旋转扫描相机成像模型构建方法，该成像模型根据相机旋转平台参数、线阵旋转扫描相机成像平面与其切平面的位置关系确定线阵旋转扫描相机原始成像平面上的像点坐标与以切平面为成像平面的虚拟框幅式图像上对应像点坐标的几何关系，从而将旋转扫描图像投影为框幅式图像，具体包括以下步骤：步骤1，选择与原始旋转扫描线阵相机圆柱投影面相切的平面作为投影变换的虚拟框幅式成像平面；步骤2，建立像素坐标系，相机坐标系和世界坐标系；步骤3，根据柱面与其切平面的几何关系，以及原始线阵图像的尺寸，求出投影变换后，虚拟框幅式图像的尺寸；步骤4，利用空间点在两个成像平面上的成像关系和成像位置，以及已知的原始线阵图像的像点坐标计算出对应点在投影变换后的虚拟框幅式图像上的像点坐标；步骤5，根据步骤3中的正投影关系推导出逆投影公式，即将虚拟框幅式图像上的像点坐标经过逆投影得到旋转扫描线阵图像上对应的像点坐标。