对地形数据和图像数据进行配准的系统和方法技术方案

提供了对地形数据和图像数据进行配准的系统和方法，该方法包括以下步骤：接收地形数据和图像数据。该方法还包括以下步骤：基于图像数据确定光源的位置。该方法还包括以下步骤：基于地形数据和光源的位置创建地形数据的山影表示。该方法还包括以下步骤：对彼此相对应的、山影表示的一部分和图像数据的一部分进行标识。该方法还包括以下步骤：对山影表示的所述一部分与图像数据的所述一部分进行比较。该方法还包括以下步骤：基于该比较来确定山影表示的所述一部分与图像数据的所述一部分之间的向量控制。该方法还包括以下步骤：向图像数据应用向量控制，以生成更新的图像数据。

【技术实现步骤摘要】
对地形数据和图像数据进行配准的系统和方法
本公开致力于对地形数据(terraindata)和图像数据进行配准(co-registering)的系统和方法。
技术介绍
地形数据和图像数据是可以表示目标区域的不同类型的数据。如本文所使用的，“地形数据”是指采用网格化(例如，图像)格式的海拔(elevation)信息，在这种网格化格式中，各个像素皆与坐标系上的点相对应。例如，该点可以包括笛卡尔坐标系中的X值、Y值和/或Z值。可以通过激光雷达(LIDAR)、雷达、立体图像三角测量、地面勘测、或者从运动图像恢复结构(structurefrommotionimage)处理技术来拍摄地形数据。如本文所使用的，“图像数据”是指通过诸如卫星或飞行器上的摄像机这样的源所拍摄/采集的电光图像(例如，图片)。图像数据可以采用可见光谱或红外光谱。在特定的示例中，目标区域可以包括地球表面的一部分。如将清楚表示的，地球表面的该部分可以包括变化的形状和海拔，诸如山脉、树木、建筑物等。地形数据和图像数据皆可以包括多个像素。然而，地形数据和图像数据中的像素经常未对准(misaligned)。例如，地形数据中的与山脉上的特定点相对应的第一像素可能与图像数据中的与该山脉上的同一点相对应的对应第一像素未对准。可以对地形数据和/或图像数据进行移位，使得第一像素对准；然而，在那时，地形数据中的与该山脉上的特定点相对应的第二像素可能与图像数据中的与该山脉上的同一点相对应的对应第二像素未对准。因此，可能难以将各个对应的像素对对准。如果在组合地形数据和图像数据以生成图像(例如，地图)时像素未对准，那么这种未对准可能会降低图像的质量和准确度。
技术实现思路
公开了一种对地形数据和图像数据进行配准的方法。所述方法包括以下步骤：接收地形数据和图像数据。所述方法还包括以下步骤：基于所述图像数据确定光源的位置。所述方法还包括以下步骤：基于所述地形数据和所述光源的位置创建所述地形数据的山影表示。所述方法还包括以下步骤：对彼此相对应的所述山影表示的一部分和所述图像数据的一部分进行标识。所述方法还包括以下步骤：对所述山影表示的所述一部分与所述图像数据的所述一部分进行比较。所述方法还包括以下步骤：基于所述比较确定所述山影表示的所述一部分与所述图像数据的所述一部分之间的向量控制。所述方法还包括以下步骤：向所述图像数据应用所述向量控制，以生成更新的图像数据。在另一实现中，所述方法包括以下步骤：接收地形数据以及接收图像数据。所述图像数据是通过飞行器或卫星上的摄像机拍摄的。所述方法还包括以下步骤：基于所述图像数据中的阴影确定在拍摄所述图像数据时太阳的位置。太阳的位置包括太阳的方位角(azimuth)和高度(altitude)。所述方法还包括以下步骤：基于所述地形数据和所述太阳的位置来创建所述地形数据的山影表示。所述方法还包括以下步骤：对彼此相对应的所述山影表示的一部分和所述图像数据的一部分进行标识。所述方法还包括以下步骤：使用输出多个坐标对的图像匹配技术、图案匹配技术或对象匹配技术，对所述山影表示的所述一部分与所述图像数据的所述一部分进行比较。各个坐标对包括：所述图像数据中的第一像素和所述山影表示中的第二像素。所述第一像素和所述第二像素皆对应于地球表面上的同一点。所述第一像素和所述第二像素未对准。所述方法还包括以下步骤：确定各个坐标对的向量控制。所述向量控制包括从所述第一像素到所述第二像素的距离和方位(bearing)。所述方法还包括以下步骤：向所述图像数据应用所述向量控制，以将所述第一像素沿着所述方位移动所述距离，以变得与所述第二像素对准，从而生成更新的图像数据。还公开了一种计算系统。所述计算系统包括一个或更多个处理器以及存储器系统。所述存储器系统包括存储指令的一个或更多个非暂时性计算机可读介质，当通过所述一个或更多个处理器中的至少一个处理器执行时，所述指令使所述计算系统执行操作。所述操作包括：接收地形数据以及接收图像数据。所述图像数据是通过飞行器或卫星上的摄像机来拍摄的。所述操作还包括：基于所述图像数据中的阴影确定在拍摄所述图像数据时太阳的位置。所述太阳的位置包括太阳的方位角和高度。所述操作还包括：基于所述地形数据和所述太阳的位置创建所述地形数据的山影表示。所述操作还包括：对彼此相对应的所述山影表示的一部分和所述图像数据的一部分进行标识。所述操作还包括：使用输出多个坐标对的图像匹配技术、图案匹配技术或对象匹配技术，对所述山影表示的所述一部分与所述图像数据的所述一部分进行比较。各个坐标对包括：所述图像数据中的第一像素和所述山影表示中的第二像素。所述第一像素和所述第二像素皆对应于地球表面上的同一点。所述第一像素和所述第二像素未对准。所述操作还包括：确定各个坐标对的向量控制。所述向量控制包括从所述第一像素到所述第二像素的距离和方位。所述操作还包括：向所述图像数据应用所述向量控制，以将所述第一像素沿着所述方位移动所述距离，以变得与所述第二像素对准，从而生成更新的图像数据。要明白的是，前面的一般描述和下面的详细描述都仅是示例性和解释性的，并且不是对如要求保护的本教导的限制。附图说明并入且构成本说明书的一部分的附图例示了本教导的各方面并且与本说明书一起用于说明本教导的原理。图1例示了根据一实现的对地形数据和图像数据进行配准的方法的流程图。图2A例示了根据一实现的地形数据的示例。图2B例示了根据一实现的图像数据的示例。图3例示了根据一实现的与图像数据并排(即，与图像数据相比较)的地形数据。图4例示了根据一实现的地形数据的山影表示。图5A例示了根据一实现的山影表示的一部分，以及图5B例示了根据一实现的图像数据的对应(例如，重叠)部分。图6例示了根据一实现的与图像数据的所述一部分并排(即，与图像数据的所述一部分相比较)的山影的所述一部分。图7例示了根据一实现的与更新的图像数据并排(即，与更新的图像数据相比较)的地形数据(来自图2A)。图8例示了根据一实现的与更新的图像数据并排(即，与更新的图像数据相比较)的山影表示(来自图4)。图9例示了根据一实现的被用于生成更新的图像数据的向量控制值的标绘图。图10例示了根据一实现的执行所述方法的至少一部分的计算系统的示意图。应注意，这些图的一些细节已经被简化并且被绘制成便于理解，而不是保持严格的结构准确度、细节以及缩放。具体实施方式现在，对本教导进行详细说明，在附图中例示了本教导的示例。在附图中，遍及所有图使用了相似标号来指定相同要素。在下面的描述中，对形成该描述的一部分的附图进行说明，并且在附图中，通过例示的方式示出了可以实践本教导的具体示例。因此，下面的描述仅仅是示例性的。图1例示了根据一实现的、对地形数据和图像数据进行配准的方法100的流程图。如本文所使用的，“配准”是指，使两个图像(例如，地形数据和图像数据)中的像素对准(align)或匹配(match)。方法100可以包括以下步骤：在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对地形数据和图像数据进行配准的方法，所述方法包括以下步骤：/n接收所述地形数据和所述图像数据；/n基于所述图像数据来确定光源的位置；/n基于所述地形数据和所述光源的位置来创建所述地形数据的山影表示；/n对彼此相对应的、所述山影表示的一部分和所述图像数据的一部分进行标识；/n对所述山影表示的所述一部分与所述图像数据的所述一部分进行比较；/n基于所述比较，来确定所述山影表示的所述一部分与所述图像数据的所述一部分之间的向量控制；以及/n向所述图像数据应用所述向量控制，以生成更新的图像数据。/n

【技术特征摘要】
20190523 US 16/421,3051.一种对地形数据和图像数据进行配准的方法，所述方法包括以下步骤：
接收所述地形数据和所述图像数据；
基于所述图像数据来确定光源的位置；
基于所述地形数据和所述光源的位置来创建所述地形数据的山影表示；
对彼此相对应的、所述山影表示的一部分和所述图像数据的一部分进行标识；
对所述山影表示的所述一部分与所述图像数据的所述一部分进行比较；
基于所述比较，来确定所述山影表示的所述一部分与所述图像数据的所述一部分之间的向量控制；以及
向所述图像数据应用所述向量控制，以生成更新的图像数据。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光源是太阳，太阳在所述图像数据中投下阴影。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述光源的位置包括：太阳方位角、太阳高度、太阳天顶、或这几者的组合。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述山影表示的所述一部分与所述图像数据的所述一部分进行比较是使用输出坐标对的如下项中的至少一项来执行的：图像匹配技术、图案匹配技术或对象匹配技术。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述坐标对包括：所述山影表示中的第一像素和所述图像数据中的第二像素，其中，所述第一像素和所述第二像素对应于地球表面上的同一点。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述坐标对采用图像空间，并且所述方法还包括以下步骤：将所述坐标对转换成地理空间。


7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一像素和所述第二像素未对准。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述向量控制包括：
所述第一像素与所述第二像素之间的距离；以及
从所述第一像素到所述第二像素的方位。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，应用所述向量控制的步骤包括：将所述第一像素沿着所述方位移动所述距离，以变得与所述第二像素对准；以及生成更新的图像数据。


10.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括以下步骤：生成示出各个向量控制的距离和方位的标绘图。

【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·科林，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US