基于罗德里格矩阵和最大凸包的影像相对定向方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种基于罗德里格矩阵和最大凸包的影像相对定向方法及装置，该方法包括：首先构建连续法像对的相对定向的矩阵关系模型，再建立基于罗德里格旋转矩阵的相对定向参数求解模型；然后在参与解算的同名点中选择出凸包面积最大的三个像点作为基点，最后根据所述基点计算所述相对定向参数。本申请解决了任意角度影像初始相对定向参数高精度求定问题。

【技术实现步骤摘要】
基于罗德里格矩阵和最大凸包的影像相对定向方法及装置
本申请涉及计算机视觉及测量
，尤其涉及一种基于罗德里格矩阵和最大凸包的影像相对定向方法及装置。
技术介绍
影像相对定向在航空摄影测量中是一个重要的技术环节，因此，影像相对定向求解的结果对航空影测量的结果有着重要的影响。目前，对于影像相对定向求解，测绘学中的影像相对定向一般从解析模型着手，通过选定相对定向元素，建立以共面条件关系为函数的线性公式，给定初始值再通过迭代解算优化定向参数，但是，现有技术需要事先给定相对定向初始值再通过迭代解算优化定向参数，无法解决任意角度初始相对定向参数高精度求定问题。
技术实现思路
本申请解决的技术问题是：针对现有技术无法解决任意角度初始相对定向参数高精度求定的问题，提供了一种基于罗德里格矩阵和最大凸包的影像相对定向方法及装置，本申请实施例所提供的方案中，通过构造共线条件方程的矩阵表达形式，相对定向求解模，解决了任意角度影像初始相对定向参数求定问题，还通过最大的凸包像点去求解相对定向参数，进而提高相对定向参数解算的稳定性和准确性。第一方面，本申请实施例提供一种基于罗德里格矩阵和最大凸包的影像相对定向方法，该方法包括：构建连续法像对的相对定向的矩阵关系模型，以及建立基于罗德里格旋转矩阵的相对定向参数求解模型；在参与解算的同名点中选择出凸包面积最大的三个像点作为基点，根据所述基点计算所述相对定向参数。本申请实施实例所提供的方案中，通过构建连续法像对的相对定向的矩阵关系模型，以及建立基于罗德里格旋转矩阵构建所述矩阵关系模型的相对定向求解模，在参与解算的同名点中选择出凸包面积最大的三个像点作为基点，根据所述基点计算所述相对定向参数。因此，在本申请实施例所提供的方案中，通过构造共线条件方程的矩阵表达形式，相对定向求解模，解决了任意角度影像相对定向参数初始值求定问题，还通过最大的凸包像点去求解相对定向参数，进而提高相对定向参数解算的稳定性和准确性。可选地，所述矩阵相对定向模型通过如下公式表示：E＝KTCTRTBkCK其中，表示同名点的齐次坐标向量，F表示基础矩阵；E表示本质矩阵；C表示转换矩阵，C＝diag(1,1,-f)；R1表示像片1相对物方坐标系的旋转矩阵；R2表示像片2相对物方坐标系的旋转矩阵；Bk表示基线向量B对应的反对称矩阵，可选地，所述相对定向基线B通过如下公式表示：EB＝RTBkB＝0。可选地，根据所述基点计算所述相对定向参数，包括：将所述基点带入所述矩阵关系模型中，并根据预设的最小二乘法得到反对称矩阵参数；根据所述反对称矩阵参数计算旋转矩阵估计值，并根据所述旋转矩阵估计值计算得到所述相对定向参数。可选地，根据所述反对称矩阵参数计算旋转矩阵估计值，包括：通过如下公式计算所述旋转矩阵估计值：[ai]×S＝bi，i＝1，2，3其中，s表示所述反对称矩阵参数；表示所述旋转矩阵估计值；[ai]×＝E+Bk＝[a1a2a3]；表示所述反对称矩阵参数的估计值；若为转角系统，所述相对定向旋转参数通过如下公式表示：其中，表示相对定向旋转参数；表示旋转矩阵元素。第二方面，本申请实施例提供了一种基于罗德里格矩阵和最大凸包的影像相对定向装置，该装置包括：构建单元，用于构建连续法像对的相对定向的矩阵关系模型，以及建立基于罗德里格旋转矩阵的相对定向参数求解模型；计算单元，用于在参与解算的同名点中选择出凸包面积最大的三个像点作为基点，根据所述基点计算所述相对定向参数。可选地，所述矩阵相对定向模型通过如下公式表示：E＝KTCTRTBkCK其中，表示同名点的齐次坐标向量，F表示基础矩阵；E表示本质矩阵；C表示转换矩阵，C＝diag(1,1,-f)；R1表示像片1相对物方坐标系的旋转矩阵；R2表示像片2相对物方坐标系的旋转矩阵；Bk表示基线向量B对应的反对称矩阵，可选地，所述相对定向基线B通过如下公式表示：EB＝RTBkB＝0。可选地，所述计算单元，具体用于：将所述基点带入所述矩阵关系模型中，并根据预设的最小二乘法得到反对称矩阵参数；根据所述反对称矩阵参数计算旋转矩阵估计值，并根据所述旋转矩阵估计值计算得到所述相对定向参数。可选地，所述计算单元，具体用于：通过如下公式计算所述旋转矩阵估计值：[ai]×s＝bi，i＝1，2，3其中，s表示所述反对称矩阵参数；表示所述旋转矩阵估计值；[ai]×＝E+Bk＝[a1a2a3]；表示所述反对称矩阵参数的估计值；若为转角系统，所述相对定向旋转参数通过如下公式表示：其中，表示相对定向旋转参数；表示旋转矩阵元素。第三方面，本申请提供一种计算机设备，该计算机设备，包括：存储器，用于存储至少一个处理器所执行的指令；处理器，用于执行存储器中存储的指令执行第一方面所述的方法。第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面所述的方法。附图说明图1为本申请实施例所提供的一种基于罗德里格矩阵和最大凸包的影像相对定向方法的流程示意图；图2为本申请实施例提供的一种测点到物方点的向量共面关系示意图图3为本申请实施例所提供的一种所有同名像点的分布示意图；图4为本申请实施例所提供的一种基于罗德里格矩阵和最大凸包的影像相对定向装置的结构示意图；图5为本申请实施例所提供的一种计算机设备的结构示意图。具体实施方式以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种基于罗德里格矩阵和最大凸包的影像相对定向方法做进一步详细的说明，该方法具体实现方式可以包括以下步骤(方法流程如图1所示)：步骤101，构建连续法像对的相对定向的矩阵关系模型，以及建立基于罗德里格旋转矩阵的相对定向参数求解模型。在一种可能实现方式中，所述矩阵相对定向模型通过如下公式表示：E＝KTCTRTBkCK其中，表示同名点的齐次坐标向量，F表示基础矩阵；E表示本质矩阵；C表示转换矩阵，C＝diag(1,1,-f)；R1表示像片1相对物方坐标系的旋转矩阵；R2表示像片2相对物方坐标系的旋转矩阵；Bk表示基线向量B对应的反对称矩阵，为了便于理解下面对构建相对定向的矩阵关系模型的过程进行简要介绍。具体的，参见图2，本申请实施例提供的一种测点到物方点的向量共面关系示意图。在图2中，与表示测点到物方点的向量，其中，S1、S2表示同名物方点，P表示测点；表示基线向量。根据上述图2所示的向量共面关系，可得到如下向量共面条件方程：B·(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于罗德里格矩阵和最大凸包的影像相对定向方法，其特征在于，包括：/n构建连续法像对的相对定向的矩阵关系模型，以及建立基于罗德里格旋转矩阵的相对定向参数求解模型；/n在参与解算的同名点中选择出凸包面积最大的三个像点作为基点，根据所述基点计算所述相对定向参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于罗德里格矩阵和最大凸包的影像相对定向方法，其特征在于，包括：
构建连续法像对的相对定向的矩阵关系模型，以及建立基于罗德里格旋转矩阵的相对定向参数求解模型；
在参与解算的同名点中选择出凸包面积最大的三个像点作为基点，根据所述基点计算所述相对定向参数。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述矩阵相对定向模型通过如下公式表示：






E＝KTCTRTBkCK
其中，表示同名点的齐次坐标向量，F表示基础矩阵；E表示本质矩阵；C表示转换矩阵，C＝diag(1，1，-f)；R1表示像片1相对物方坐标系的旋转矩阵；R2表示像片2相对物方坐标系的旋转矩阵；Bk表示基线向量B对应的反对称矩阵，


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相对定向基线B通过如下公式表示：
EB＝RTBkB＝0。


4.如权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，根据所述基点计算所述相对定向参数，包括：
将所述基点带入所述矩阵关系模型中，并根据预设的最小二乘法得到反对称矩阵参数；
根据所述反对称矩阵参数计算旋转矩阵估计值，并根据所述旋转矩阵估计值计算得到所述相对定向参数。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述反对称矩阵参数计算旋转矩阵估计值，包括：
通过如下公式计算所述旋转矩阵估计值：
[ai]×s＝bi，i＝1，2，3



其中，s表示所述反对称矩阵参数；表示所述旋转矩阵估计值；
[ai]×＝E+Bk＝[a1a2a3]；表示所述反对称矩阵参数的估计值；
若为转角系统，所述相对定向旋转参数通过如下公式表示：









其中，表示相对定向旋转参数；表示旋转矩阵元素。

【专利技术属性】
技术研发人员：徐振亮，
申请(专利权)人：中国资源卫星应用中心，
类型：发明
国别省市：北京;11