【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术涉及近景摄影测量
，尤其涉及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。
技术介绍
线阵旋转扫描相机是一种非传统的一维成像装置，被广泛应用于工业检测和卫星成像领域。与框幅式相机相比，线阵相机一般具有更高的采样速率和空间分辨率。线阵相机在许多近景摄影应用方面具有更好的表现，例如三维场景重建，高速目标的姿态测量。在这些应用中，为了获取线性阵列图像的精确度量信息，相机几何标定是必不可少的步骤。基于旋转运动平台的动态相机几何标定方法，目前对于此类问题的研究成果比较少。因为基于旋转运动平台的线阵相机通常都只是用于纯粹的成像目的，但同时它在高精度测量，三维重建等方面具有很大的应用潜力。目前，有研究人员根据旋转扫描线阵相机成像特点，建立了适用于旋转平台的线阵相机成像模型，该模型在理想成像模型的基础上考虑了较多误差项，使得模型变得比较复杂，从而增加了模型解算的难度，而且具体的精度有待验证。由于传统旋转扫描相机成像模型较为复杂，而且模型中参数很多，解算比较复杂，而且结果严重依赖于初始值的选择...
【技术保护点】
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...
【技术特征摘要】
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。2.如权利要求1所述的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，其特征在于：步骤1中虚拟框幅式成像平面是与圆柱投影面相切于原始旋转扫描线阵图像中线的平面。3.如权利要求1所述的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，其特征在于：步骤3中投影变换后虚拟框幅式图像的尺寸计算公式为，上式中，(mr,nr)表示原始旋转扫描图像的尺寸，分别代表一条扫描线上点的数量和扫描线的条数；α表示旋转扫描图像相邻像素间的夹角；β表示旋转扫描图像的总扫描角度；(mf,nf)表示投影变换后图像的尺寸。4.如权利要求2所述的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，其特征在于：步骤4中投影变换后的虚拟框幅式图像的像点坐标计算公式为，上式中，α表示旋转扫描图像相邻像素间的夹角；(xr,yr)表示原始旋转扫描图像上的点坐标；(xf,yf)表示投影变换后框幅式图像上的点坐标；表示原始扫描图像上的像主点坐标，其中表示投影变换时的参考扫描线，表示原旋转扫描相机的像主点坐标；表示投影变换后框幅式图像的像主点坐标。5.如权利要求3所述的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，其特征在于：步骤5中逆投影变换后线阵旋转扫描图像的像点坐标计算公式为：上式中，α表示旋转扫描图像相邻像素间的...
【专利技术属性】
技术研发人员：巫兆聪，闫钊，苏琳，王鹏，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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