數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)及方法，其中，該方法包括接收攝像頭在預(yù)設(shè)周期內(nèi)定時(shí)獲取的當(dāng)前航測(cè)影像；每次進(jìn)行影像匹配時(shí)，將連續(xù)獲取的若干張航測(cè)影像自動(dòng)匹配，根據(jù)所述匹配結(jié)果計(jì)算出旋偏角的大小及方向；根據(jù)旋偏角大小及方向判斷是否需要調(diào)整所述航攝相機(jī)姿態(tài)，若是，觸發(fā)控制所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行修正航攝相機(jī)的姿態(tài)操作。本發(fā)明提供的數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)及方法，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控地物，自動(dòng)校正航攝相機(jī)姿態(tài)彌補(bǔ)飛行姿態(tài)造成的旋偏角，從而實(shí)現(xiàn)旋偏修正的目的。
【專利說明】數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，航天影像和遙感航攝技術(shù)已經(jīng)非常成熟；數(shù)字航攝儀通過在同一飛行平臺(tái)上搭載航攝相機(jī)，獲取航攝影像。
[0003]在航空攝影過程中，相鄰像片的主點(diǎn)連線與像副沿航線方向的兩框標(biāo)連線之間的夾角，成為航片旋偏角。航片旋偏角的產(chǎn)生是由于飛機(jī)在動(dòng)態(tài)中進(jìn)行攝影，產(chǎn)生左右移動(dòng)，左右傾斜、航攝儀繞主光軸轉(zhuǎn)動(dòng)、航線改變、飛機(jī)縱軸偏離、航攝儀安裝誤差以及攝影時(shí)的操作誤差等綜合反映。實(shí)際航空攝影時(shí)，可通過設(shè)置攝影儀在其底座中的旋轉(zhuǎn)角從而消除或者減小旋偏角，以達(dá)到理想的立體覆蓋效果。但是在飛行平臺(tái)(即飛機(jī))上調(diào)節(jié)的裝置一般做不到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，往往具有很明顯的滯后性，不能及時(shí)對(duì)旋偏角進(jìn)行修正。
[0004]這樣在飛行作業(yè)中的旋偏角的影響下，影像(即航片圖像)的后續(xù)處理在算法上會(huì)更加繁瑣，后續(xù)處理壓力較大，進(jìn)而影響得出的航測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)及方法，以解決上述問題。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)，包括上位機(jī)、航攝相機(jī)、航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以及攝像頭；所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置用于驅(qū)動(dòng)航攝相機(jī)調(diào)整姿態(tài)；所述航攝相機(jī)的光軸與所述攝像頭的光軸平行，所述上位機(jī)分別與航攝相機(jī)、航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、攝像頭建立串口通信連接，其中:
[0008]所述上位機(jī)，用于接收攝像頭在預(yù)設(shè)周期內(nèi)定時(shí)獲取的當(dāng)前航測(cè)影像；每次進(jìn)行影像匹配時(shí)，將連續(xù)獲取的若干張航測(cè)影像自動(dòng)匹配，根據(jù)所述匹配的結(jié)果計(jì)算出旋偏角的大小及方向；根據(jù)旋偏角大小及方向判斷是否需要調(diào)整所述航攝相機(jī)的姿態(tài)，若是，觸發(fā)控制所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行修正航攝相機(jī)的姿態(tài)操作。
[0009]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種數(shù)字航攝儀旋偏角修正方法，包括如下步驟:
[0010]接收攝像頭在預(yù)設(shè)周期內(nèi)定時(shí)獲取的當(dāng)前航測(cè)影像；
[0011]每次進(jìn)行影像匹配時(shí)，將連續(xù)獲取的若干張航測(cè)影像自動(dòng)匹配，根據(jù)所述匹配的結(jié)果計(jì)算出旋偏角的大小及方向；
[0012]根據(jù)旋偏角的大小及方向判斷是否需要調(diào)整航攝相機(jī)姿態(tài)，若是，觸發(fā)控制航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行修正航攝相機(jī)的姿態(tài)操作。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0014]本發(fā)明提供的一種數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)及方法:
[0015]分析上述系統(tǒng)架構(gòu)以及方法可知:將航攝相機(jī)和攝像頭均搭載在飛行平臺(tái)上，且兩個(gè)拍攝設(shè)備的光軸均平行；在航攝相機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)航測(cè)拍攝作業(yè)同時(shí)，攝像頭也對(duì)同一拍攝地區(qū)進(jìn)行拍攝，獲取到(由攝像頭拍攝的)航測(cè)影像；將該航測(cè)影像傳輸至上位機(jī)，上位機(jī)可以針對(duì)連續(xù)拍攝的航測(cè)影像進(jìn)行子圖像匹配；(例如:基于特征的圖像匹配)，然后根據(jù)匹配結(jié)果計(jì)算得到旋偏角的大小和方向；根據(jù)旋偏角大小及方向判斷是否需要調(diào)整所述航攝相機(jī)姿態(tài)；若是，最后通過上位機(jī)發(fā)送控制指令，然后觸發(fā)控制所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行修正航攝相機(jī)的姿態(tài)操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)的運(yùn)行示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)中上位機(jī)原理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)字航攝儀旋偏角修正方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面通過具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0020]參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)1，包括上位機(jī)
10、航攝相機(jī)11、航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以及攝像頭12 ;所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)用于驅(qū)動(dòng)航攝相機(jī)11調(diào)整姿態(tài)；所述航攝相機(jī)11的光軸與所述攝像頭12的光軸平行，所述上位機(jī)分別與航攝相機(jī)11、航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、攝像頭12建立串口通信連接，其中:
[0021]所述上位機(jī)，用于接收攝像頭在預(yù)設(shè)周期內(nèi)定時(shí)獲取的當(dāng)前航測(cè)影像；每次進(jìn)行影像匹配時(shí)，將連續(xù)獲取的若干張航測(cè)影像自動(dòng)匹配，根據(jù)所述匹配的結(jié)果計(jì)算出旋偏角的大小及方向；根據(jù)旋偏角大小及方向判斷是否需要調(diào)整所述航攝相機(jī)的姿態(tài)，若是，觸發(fā)控制所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行修正航攝相機(jī)的姿態(tài)操作。
[0022]在本發(fā)明實(shí)施例中，分析上述系統(tǒng)架構(gòu)以及方法可知:將航攝相機(jī)和攝像頭均搭載在飛行平臺(tái)上，且兩個(gè)拍攝設(shè)備的光軸均平行；在航攝相機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)航測(cè)拍攝作業(yè)同時(shí)，攝像頭也對(duì)同一拍攝地區(qū)(同一地物)進(jìn)行拍攝，獲取到(由攝像頭拍攝的)航測(cè)影像；將該航測(cè)影像傳輸至上位機(jī)，上位機(jī)可以針對(duì)連續(xù)拍攝的航測(cè)影像進(jìn)行子圖像匹配；(例如:基于特征的圖像匹配)，然后根據(jù)匹配結(jié)果計(jì)算得到旋偏角的大小和方向；判斷旋偏角大小及方向判斷是否需要調(diào)整所述航攝相機(jī)姿態(tài)；若是，最后通過上位機(jī)發(fā)送控制指令，然后觸發(fā)控制所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行修正航攝相機(jī)的姿態(tài)操作。
[0023]因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)，可以自動(dòng)匹配確定旋偏情況，然后根據(jù)旋偏情況自動(dòng)反饋控制，調(diào)整修正航攝相機(jī)的姿態(tài)。
[0024]分析上述方法可知:本發(fā)明實(shí)施例涉及的修正系統(tǒng)中，其利用攝像頭作為檢影器，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控地物，自動(dòng)校正航攝相機(jī)姿態(tài)，彌補(bǔ)飛行姿態(tài)造成的旋偏角，從而實(shí)現(xiàn)修正旋偏角的目的。本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計(jì)的方案思路為:利用攝像頭作為檢影器，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控地物，自動(dòng)校正航攝相機(jī)姿態(tài)彌補(bǔ)飛行姿態(tài)造成的旋偏角，從而實(shí)現(xiàn)旋偏修正的目的。
[0025]如圖1，保持航攝相機(jī)與攝像頭光軸平行，此時(shí)相機(jī)拍攝與攝像頭拍攝的影像一致，攝像頭可定時(shí)抓取影像傳輸?shù)絇C上(圖1中箭頭A)，定時(shí)的頻率根據(jù)相機(jī)拍攝影像的曝光間隔而定，一般要比曝光頻率高3到5倍，大部分航空相機(jī)拍攝頻率為秒數(shù)量級(jí)，攝像頭獲取影像一般為一秒24幀，能夠滿足此要求。傳輸?shù)絇C中的圖像每3到5張進(jìn)行自動(dòng)匹配，計(jì)算出旋偏角的大小及方向，PC中的程序根據(jù)旋偏角大小及方向判斷是否需要調(diào)整相機(jī)姿態(tài)，然后通過串口向相機(jī)固定裝置發(fā)送指令修正相機(jī)姿態(tài)(圖1中箭頭B)。
[0026]較佳地，參見圖2，所述上位機(jī)10還包括旋偏角處理模塊101、判定模塊102和反饋控制模塊103，其中:
[0027]所述旋偏角處理模塊101，用于利用SIFT特征算子提取若干張航測(cè)影像的影像特征；根據(jù)所述影像特征進(jìn)行比較來確定同名點(diǎn)；根據(jù)所述同名點(diǎn)得到航測(cè)影像之間的旋偏角和方向；
[0028]所述判定模塊102，用于若旋偏角大于預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)角度，則判定當(dāng)前航攝相機(jī)需要修正姿態(tài)；
[0029]所述反饋控制模塊103，用于向所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)送調(diào)整控制指令，控制所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行調(diào)整所述航攝相機(jī)姿態(tài)的操作。
[0030]需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例涉及的修正系統(tǒng)主要基于特征的匹配；在兩張影像上分別提取特征，然后對(duì)特征進(jìn)行比較來確定同名點(diǎn)。
[0031]較佳地，所述旋偏角處理模塊101包括SIFT特征匹配子模塊，其中:
[0032]所述SIFT特征匹配子模塊，用于采用SIFT算法在尺度空間進(jìn)行特征檢測(cè)，并確定關(guān)鍵點(diǎn)的位置和關(guān)鍵點(diǎn)所處的尺度，將關(guān)鍵點(diǎn)領(lǐng)域梯度的主方向作為所述關(guān)鍵點(diǎn)的方向特征；根據(jù)所述關(guān)鍵點(diǎn)的位置以及所述關(guān)鍵點(diǎn)的方向特征，確定同名點(diǎn)。
[0033]需要說明的是:SIFT算法首先在尺度空間進(jìn)行特征檢測(cè)，并確定關(guān)鍵點(diǎn)(Keypoints)的位置和關(guān)鍵點(diǎn)所處的尺度，然后使用關(guān)鍵點(diǎn)領(lǐng)域梯度的主方向作為該點(diǎn)的方向特征，以實(shí)現(xiàn)算子對(duì)尺度和方向的無關(guān)性SIFT特征匹配算子，即尺度不變特征變換算子，是一種特征點(diǎn)匹配算法，其對(duì)兩幅圖像上的強(qiáng)紋理特征點(diǎn)的匹配能力強(qiáng)，使用它可以叫好地處理兩幅影像之間發(fā)生平移、旋轉(zhuǎn)和仿射變換等情況下的特征點(diǎn)匹配問題；甚至在一定程度上，它對(duì)在任意角度拍攝的圖像上的特征點(diǎn)也具有穩(wěn)定的匹配性能。值得注意的是，為了區(qū)分于泛指的特征點(diǎn)，將保持尺度和方位不變的特征點(diǎn)稱為關(guān)鍵點(diǎn)。
[0034]其中:SIFT特征向量具有如下特征=(I)SIFT特征是圖像的局部特征，其對(duì)旋轉(zhuǎn)、尺度縮放、亮度變換保持不變性，對(duì)視角變化、仿射變換、噪聲也保持一定程度的穩(wěn)定性。
(2)獨(dú)特性好，信息量豐富，適合于海量特征數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的匹配。(3)多量性，即使少量的幾個(gè)物體也可以產(chǎn)生大量SIFT特征向量。(4)高速性，經(jīng)優(yōu)化的SIFT匹配算法甚至可以達(dá)到實(shí)時(shí)的要求。(5)可擴(kuò)展性，可以很方便的與其他形式的特征向量進(jìn)行聯(lián)合。
[0035]需要說明的是，匹配采用SIFT算子自動(dòng)匹配，這種方法對(duì)數(shù)據(jù)的依賴程度不高，計(jì)算旋偏角已經(jīng)足夠了。這種方法可以處理兩幅圖像之間發(fā)生平移、旋轉(zhuǎn)、仿射變換情況下的匹配問題，甚至在某種程度上對(duì)任意角度拍攝的圖像也具備較為穩(wěn)定的特征匹配能力，能克服子影像傾角較大，以致匹配不出理想數(shù)量同名點(diǎn)的問題。
[0036]較佳地，所述攝像頭的預(yù)設(shè)周期對(duì)應(yīng)的頻率為所述航攝相機(jī)的曝光頻率的3-5倍。
[0037]需要說明的是，根據(jù)航攝相機(jī)拍攝影像的曝光次數(shù)(曝光頻率)具有一定的時(shí)間周期間隔；一般要比曝光頻率高3到5倍，大部分航空相機(jī)拍攝頻率為秒數(shù)量級(jí)，攝像頭獲取影像一般為一秒24中貞。[0038]較佳地，所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括多個(gè)伺服電機(jī)；多個(gè)伺服電機(jī)用于旋轉(zhuǎn)航攝相機(jī)調(diào)整旋偏角。
[0039]較佳地，在每次進(jìn)行自動(dòng)匹配時(shí)，每3到5張航測(cè)影像進(jìn)行匹配。
[0040]較佳地，所述上位機(jī)為PC ;所述串口包括RS232或RS485串口。
[0041]上述航攝相機(jī)可以外接其他通訊接口，包括網(wǎng)絡(luò)接口、串行通信接口、U盤接口。上述RS232或RS485總線方式連接只是其中一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案，還可能使LAN網(wǎng)絡(luò)或是以太網(wǎng)連接等其他通訊方式連接PC，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不再一一贅述。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)的應(yīng)用步驟主要包括如下步驟:
1、定時(shí)抓取檢影器拍攝的圖像。2、利用匹配算法輸出旋偏角大小。3、根據(jù)旋偏角大小傳輸數(shù)據(jù)至相機(jī)穩(wěn)定平臺(tái)。
[0043]本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)相比現(xiàn)有技術(shù)而言具有如下技術(shù)效果:可實(shí)現(xiàn)飛機(jī)上實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)旋偏角，減少以往調(diào)節(jié)方法的滯后性。拍攝的影像減輕了飛機(jī)飛行中的旋偏角帶來的影像，滿足影像獲取及后處理的要求，為后續(xù)影像處理減輕了壓力。
[0044]基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種數(shù)字航攝儀旋偏角修正方法，由于此方法解決問題的原理與前述一種數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)功能相似，因此該方法的實(shí)施可以通過前述系統(tǒng)功能模塊實(shí)現(xiàn)，重復(fù)之處不再贅述。
[0045]本發(fā)明提供的一種數(shù)字航攝儀旋偏角修正方法，如圖3所示，包括如下步驟:
[0046]步驟S100、接收攝像頭在預(yù)設(shè)周期內(nèi)定時(shí)獲取的當(dāng)前航測(cè)影像；
[0047]步驟S200、每次進(jìn)行影像匹配時(shí)，將連續(xù)獲取的若干張航測(cè)影像自動(dòng)匹配，根據(jù)所述匹配結(jié)果計(jì)算出旋偏角的大小及方向；
[0048]步驟S300、根據(jù)旋偏角大小及方向判斷是否需要調(diào)整所述航攝相機(jī)姿態(tài)，若是，觸發(fā)控制所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行修正航攝相機(jī)的姿態(tài)操作。
[0049]較佳地，在步驟S200和步驟S300中，所述將連續(xù)獲取的若干張航測(cè)影像自動(dòng)匹配，根據(jù)所述匹配的結(jié)果計(jì)算出旋偏角的大小及方向；根據(jù)旋偏角的大小及方向判斷是否需要調(diào)整所述航攝相機(jī)姿態(tài)，若是，觸發(fā)控制所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行修正航攝相機(jī)的姿態(tài)操作，具體包括如下步驟:
[0050]步驟S210、利用SIFT特征算子提取若干張航測(cè)影像的影像特征；根據(jù)所述影像特征進(jìn)行比較來確定同名點(diǎn)；根據(jù)所述同名點(diǎn)得到航測(cè)影像之間的旋偏角和方向；
[0051]步驟S310、若旋偏角大于預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)角度，則判定當(dāng)前航攝相機(jī)需要修正姿態(tài)；
[0052]步驟S310、向所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)送調(diào)整控制指令，控制所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行調(diào)整所述航攝相機(jī)姿態(tài)的操作。
[0053]具體地，上述步驟S310中向所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)送調(diào)整控制指令，控制所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行調(diào)整所述航攝相機(jī)姿態(tài)的操作中，PC機(jī)在根據(jù)影像特征計(jì)算出飛機(jī)姿態(tài)的旋偏角時(shí)，會(huì)有程序模塊判斷目前的旋偏角大小是否需要調(diào)整航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，若需要調(diào)整則向航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)送調(diào)節(jié)指令。
[0054]較佳地，在步驟S210中，所述利用SIFT特征算子提取若干張航測(cè)影像的影像特征；根據(jù)所述影像特征進(jìn)行比較來確定同名點(diǎn)，包括如下步驟:
[0055]步驟S211、采用SIFT算法在尺度空間進(jìn)行特征檢測(cè)，并確定關(guān)鍵點(diǎn)的位置和關(guān)鍵點(diǎn)所處的尺度，將關(guān)鍵點(diǎn)領(lǐng)域梯度的主方向作為所述關(guān)鍵點(diǎn)的方向特征；
[0056]步驟S212、根據(jù)所述關(guān)鍵點(diǎn)的位置以及所述關(guān)鍵點(diǎn)的方向特征，確定同名點(diǎn)。
[0057]需要說明的是，在特征空間進(jìn)行極值檢測(cè)，并確定關(guān)鍵點(diǎn)的位置及其所在的尺度；然后用關(guān)鍵臨域的主方向作為改點(diǎn)的方向特征，實(shí)現(xiàn)算子對(duì)尺度和旋轉(zhuǎn)的不變性)_具體流程包括尺度空間的極值檢測(cè)，特征點(diǎn)的精確定位和篩選、特征點(diǎn)的主方向確定和特征點(diǎn)的描述。
[0058]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)，其特征在于，包括上位機(jī)、航攝相機(jī)、航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以及攝像頭；所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置用于驅(qū)動(dòng)航攝相機(jī)調(diào)整姿態(tài)；所述航攝相機(jī)的光軸與所述攝像頭的光軸平行，所述上位機(jī)分別與航攝相機(jī)、航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、攝像頭建立串口通信連接，其中: 所述上位機(jī)，用于接收攝像頭在預(yù)設(shè)周期內(nèi)定時(shí)獲取的當(dāng)前航測(cè)影像；每次進(jìn)行影像匹配時(shí)，將連續(xù)獲取的若干張航測(cè)影像自動(dòng)匹配，根據(jù)所述匹配的結(jié)果計(jì)算出旋偏角的大小及方向；根據(jù)旋偏角大小及方向判斷是否需要調(diào)整所述航攝相機(jī)的姿態(tài)，若是，觸發(fā)控制所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行修正航攝相機(jī)的姿態(tài)操作。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)，其特征在于， 所述上位機(jī)還包括旋偏角處理模塊、判定模塊和反饋控制模塊，其中: 所述旋偏角處理模塊，用于利用SIFT特征算子提取若干張航測(cè)影像的影像特征；根據(jù)所述影像特征進(jìn)行比較來確定同名點(diǎn)；根據(jù)所述同名點(diǎn)得到航測(cè)影像之間的旋偏角和方向； 所述判定模塊，用于若旋偏角大于預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)角度，則判定當(dāng)前航攝相機(jī)需要修正姿態(tài)； 所述反饋控制模塊，用于向所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)送調(diào)整控制指令，控制所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行調(diào)整所述航攝相機(jī)姿態(tài)的操作。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)，其特征在于， 所述旋偏角處理模塊包括SIFT特征匹配子模塊，其中: 所述SIFT特征匹配子模塊，用于采用SIFT算法在尺度空間進(jìn)行特征檢測(cè)，并確定關(guān)鍵點(diǎn)的位置和關(guān)鍵點(diǎn)所處的尺度，將關(guān)鍵點(diǎn)領(lǐng)域梯度的主方向作為所述關(guān)鍵點(diǎn)的方向特征；根據(jù)所述關(guān)鍵點(diǎn)的位置以及所述關(guān)鍵點(diǎn)的方向特征，確定同名點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)，其特征在于， 所述攝像頭的預(yù)設(shè)周期對(duì)應(yīng)的頻率為所述航攝相機(jī)的曝光頻率的3-5倍。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)，其特征在于， 所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括多個(gè)伺服電機(jī)；多個(gè)伺服電機(jī)用于旋轉(zhuǎn)航攝相機(jī)調(diào)整旋偏角。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)，其特征在于， 在每次進(jìn)行自動(dòng)匹配時(shí)，每3到5張航測(cè)影像進(jìn)行匹配。
7.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字航攝儀旋偏角修正系統(tǒng)，其特征在于， 所述上位機(jī)為PC ;所述串口包括RS232或RS485串口。
8.一種數(shù)字航攝儀旋偏角修正方法，其特征在于，包括如下步驟: 接收攝像頭在預(yù)設(shè)周期內(nèi)定時(shí)獲取的當(dāng)前航測(cè)影像； 每次進(jìn)行影像匹配時(shí)，將連續(xù)獲取的若干張航測(cè)影像自動(dòng)匹配，根據(jù)所述匹配的結(jié)果計(jì)算出旋偏角的大小及方向； 根據(jù)旋偏角的大小及方向判斷是否需要調(diào)整航攝相機(jī)姿態(tài)，若是，觸發(fā)控制航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行修正航攝相機(jī)的姿態(tài)操作。
9.如權(quán)利要求8所述的數(shù)字航攝儀旋`偏角修正方法，其特征在于， 所述將連續(xù)獲取的若干張航測(cè)影像自動(dòng)匹配，根據(jù)所述匹配的結(jié)果計(jì)算出旋偏角的大小及方向；根據(jù)旋偏角的大小及方向判斷是否需要調(diào)整所述航攝相機(jī)姿態(tài)，若是，觸發(fā)控制所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行修正航攝相機(jī)的姿態(tài)操作，包括如下步驟: 利用SIFT特征算子提取若干張航測(cè)影像的影像特征；根據(jù)所述影像特征進(jìn)行比較來確定同名點(diǎn)；根據(jù)所述同名點(diǎn)得到航測(cè)影像之間的旋偏角和方向； 若旋偏角大于預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)角度，則判定當(dāng)前航攝相機(jī)需要修正姿態(tài)； 向所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)送調(diào)整控制指令，控制所述航攝相機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行調(diào)整所述航攝相機(jī)姿態(tài)的操作。
10.如權(quán)利要求9所述的數(shù)字航攝儀旋偏角修正方法，其特征在于， 所述利用SIFT特征算子提取若干張航測(cè)影像的影像特征；根據(jù)所述影像特征進(jìn)行比較來確定同名點(diǎn)，包括如下步驟: 采用SIFT算法在尺度空間進(jìn)行特征檢測(cè)，并確定關(guān)鍵點(diǎn)的位置和關(guān)鍵點(diǎn)所處的尺度，將關(guān)鍵點(diǎn)領(lǐng)域梯度的主方向作為所述關(guān)鍵點(diǎn)的方向特征； 根據(jù)所述 關(guān)鍵點(diǎn)的位置以及所述關(guān)鍵點(diǎn)的方向特征，確定同名點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】G05D3/12GK103713655SQ201410023765
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】李英成, 李海園, 劉曉龍, 羅祥勇, 朱逢洲 申請(qǐng)人:中測(cè)新圖(北京)遙感技術(shù)有限責(zé)任公司