一种基于星上控制点库的实时定位方法、装置及存储介质制造方法及图纸

一种基于星上控制点库的实时定位方法、装置及存储介质，属于图像信息处理领域，其特征在于：读取基准影像数据并进行影像特征点提取；将提取的特征点信息及特征点高精度位置信息加工成控制点；将控制点按照经纬度范围划分存入数据库，组成不同区域的控制点数据库表，形成控制点库；依据待匹配影像的经纬度范围在控制点库中搜寻对应区域的控制点数据，然后利用匹配算法将控制点转刺到待匹配影像上；基于转刺后的控制点数据进行几何定位模型优化与影像定位。基于星上控制点库进行影像匹配，有效的规避了传统影像匹配需要存储超大底图的问题，同时免去了程序加载参考影像耗时及参考影像提取特征点的耗时，在匹配效率上有很大的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种基于星上控制点库的实时定位方法、装置及存储介质
本专利技术属于图像信息处理领域，尤其涉及一种基于星上控制点库的实时定位方法、装置及存储介质。
技术介绍
随着卫星遥感应用规模的迅猛发展、应用领域的广泛扩展和应用水平的显著提升，卫星遥感应用正从面向科学研究和技术试验为主的科研试验性应用向直接服务于经济社会发展和国家安全的产业化规模化应用转型。这种转型对卫星遥感的快速响应和高时效性应用提出了越来越高的要求。如果说传统的卫星遥感应用时效性需求可以以周、月甚至年为单位的话，那么产业化规模化卫星遥感应用则很大程度上以日、小时甚至分钟为单位作为时效性需求。特别是在应急减灾、环境监测、交通状态监视等方面，对遥感信息的快速响应应用具有十分迫切的需求。传统的遥感数据应用模式是地面接收系统接收卫星成像并下传的所有数据并记录为可用的数据格式，地面应用系统对接收的数据进行编目分景、数据提取和影像产品生产之后才能生产最终的影像产品。这种单纯依靠地面处理的遥感应用模式处理过程复杂，涉及的环节较多，处理时间动辄数天、数周，严重制约了遥感数据的高效快速应用。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题，提供一种基于星上控制点库的实时定位方法、装置及存储介质。第一方面，本专利技术提供一种基于星上控制点库的实时定位方法，包括读取基准影像数据并进行影像特征点提取；将提取的特征点信息及特征点高精度位置信息加工成控制点；将控制点按照经纬度范围划分存入数据库，组成不同区域的控制点数据库表，形成控制点库；依据待匹配影像的经纬度范围在控制点库中搜寻对应区域的控制点数据，然后利用匹配算法将控制点转刺到待匹配影像上；基于转刺后的控制点数据进行几何定位模型优化与影像定位。进一步，本专利技术所述基于星上控制点库的实时定位方法，所述控制点库的构建包括：读取基准影像数据，在基准影像上提取特征点；根据提取的特征点像素坐标，生成金字塔文件，再生成特征描述符数据，并利用字符串压缩算法对特征描述符数据进行压缩处理；将控制点大地纬度、大地经度、大地高及特征描述符入库，并根据全球格网设置不同的控制点表，根据控制点所属范围将控制点入库不同的表中。更进一步，本专利技术所述基于星上控制点库的实时定位方法，所述金字塔文件包括：以特征点所在像素位置为中心截取的1024*1024像素大小的窗口影像层，及以窗口影像为基准建立的512*512像素的影像层、256*256像素的影像层、128*128像素的影像层、64*64像素的影像层和32*32像素的影像层。更进一步，本专利技术所述基于星上控制点库的实时定位方法，所述生成特征描述符数据包括：在组成金字塔文件的每个影像层中，以特征点为中心，抽取17*17像素大小的切片影像文件作为特征描述符数据。进一步，本专利技术所述基于星上控制点库的实时定位方法，所述影像定位包括：将待匹配影像依据输入的姿态轨道以及行时数据计算影像四角点坐标同时格网化拟合原始RPC信息；根据待匹配影像的经纬度范围在控制点库中搜索相应区域的控制点数据；根据搜索到的控制点数据，进行基于控制点库的匹配处理，将控制点转刺到待匹配影像上；由原始的RPC数据以及匹配得到的控制点数据优化几何定位模型，输出精化后的RPC信息；根据精化输出的RPC数据，基础DEM数据对输入影像进行正射校正处理，完成影像精定位使其具有精确的地理位置信息。第二方面，本专利技术提供一种基于星上控制点库的实时定位装置，包括：信息提取单元，用于读取基准影像数据并进行影像特征点提取；信息加工单元，用于将提取的特征点信息及特征点高精度位置信息加工成控制点；建库单元，用于将控制点按照经纬度范围划分存入数据库，组成不同区域的控制点数据库表，形成控制点库；匹配单元，用于依据待匹配影像的经纬度范围在控制点库中搜寻对应区域的控制点数据，然后利用匹配算法将控制点转刺到待匹配影像上；定位单元，用于基于转刺后的控制点数据进行几何定位模型优化与影像定位。进一步，本专利技术所述基于星上控制点库的实时定位装置，所述信息加工单元包括控制点库影像单元、特征点单元和压缩单元；所述控制点库影像单元用于根据提取的特征点像素坐标，生成金字塔文件；所述特征点单元用于根据金字塔文件生成特征描述符数据；所述压缩单元用于通过字符串压缩算法对特征描述符数据进行压缩处理。进一步，本专利技术所述基于星上控制点库的实时定位装置，所述金字塔文件包括：以特征点所在像素位置为中心截取的1024*1024像素大小的窗口影像层，及以窗口影像为基准建立的512*512像素的影像层、256*256像素的影像层、128*128像素的影像层、64*64像素的影像层和32*32像素的影像层。第三方面，本专利技术提供一种基于星上控制点库的实时定位装置，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现上述第一方面任一项所述的基于星上控制点库的实时定位方法。第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现上述第一方面任一项所述的基于星上控制点库的实时定位方法。本专利技术所述基于星上控制点库的实时定位方法及装置，基于星上控制点库进行影像匹配，有效的规避了传统影像匹配需要存储超大底图的问题，同时免去了程序加载参考影像耗时及参考影像提取特征点的耗时，在匹配效率上有很大的提升。星上控制点库，采用17像素×17像素*6层的特征影像取代1024像素×1024像素的原始影像(tif格式)，单个特征点数据量将由原先的1M降至0.0016M，极大地降低了控制点的数据量，在此基础上，利用字符串压缩算法将特征影像压缩成二进制字符串，进一步降低了数据量，并提升了处理速度，解决了星上资源受限问题，为星上控制点数据库的构建和应用提供了新的途径。在轨实时高精度定位处理技术，通过布设星上控制点库，引用控制点优化成像模型，实现高精度处理，保证了遥感影像地理位置信息的准确性。附图说明图1为本专利技术所述控制点库的构建过程流程示意图；图2为本专利技术所述基于星上控制点库的高精度定位示意图；图3为本专利技术所述Moravec算子示意图；图4为本专利技术所述金字塔文件示意图；图5为本专利技术所述影像四角点坐标计算流程示意图；图6为本专利技术所述一幅输入影像示意图；图7为图6所示影像初始RPC参数的算法执行结果示意图；图8为本专利技术所述几何变形示意图；图9为本专利技术所述计算所得输出影像范围示意图；图10为本专利技术所述根据输出影像范围任务分块示意图。具体实施方式下面通过附图及实施例对本专利技术所述基于星上控制点库的实时定位方法、装置及存储介质进行详细说明。实施例一本实施例所述基于星上控制点库的实时定位方法，包括读取基准影像数据并进行影像特征点提取；将提取的特征点信息及特征点高精度位置信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于星上控制点库的实时定位方法，其特征在于：/n读取基准影像数据并进行影像特征点提取；/n将提取的特征点信息及特征点高精度位置信息加工成控制点；/n将控制点按照经纬度范围划分存入数据库，组成不同区域的控制点数据库表，形成控制点库；/n依据待匹配影像的经纬度范围在控制点库中搜寻对应区域的控制点数据，然后利用匹配算法将控制点转刺到待匹配影像上；/n基于转刺后的控制点数据进行几何定位模型优化与影像定位。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于星上控制点库的实时定位方法，其特征在于：
读取基准影像数据并进行影像特征点提取；
将提取的特征点信息及特征点高精度位置信息加工成控制点；
将控制点按照经纬度范围划分存入数据库，组成不同区域的控制点数据库表，形成控制点库；
依据待匹配影像的经纬度范围在控制点库中搜寻对应区域的控制点数据，然后利用匹配算法将控制点转刺到待匹配影像上；
基于转刺后的控制点数据进行几何定位模型优化与影像定位。


2.根据权利要求1所述基于星上控制点库的实时定位方法，其特征在于，所述控制点库的构建包括：
读取基准影像数据，在基准影像上提取特征点；
根据提取的特征点像素坐标，生成金字塔文件，再生成特征描述符数据，并利用字符串压缩算法对特征描述符数据进行压缩处理；
将控制点大地纬度、大地经度、大地高及特征描述符入库，并根据全球格网设置不同的控制点表，根据控制点所属范围将控制点入库不同的表中。


3.根据权利要求2所述基于星上控制点库的实时定位方法，其特征在于，所述金字塔文件包括：以特征点所在像素位置为中心截取的1024*1024像素大小的窗口影像层，及以窗口影像为基准建立的512*512像素的影像层、256*256像素的影像层、128*128像素的影像层、64*64像素的影像层和32*32像素的影像层。


4.根据权利要求3所述基于星上控制点库的实时定位方法，其特征在于，所述生成特征描述符数据包括：在组成金字塔文件的每个影像层中，以特征点为中心，抽取17*17像素大小的切片影像文件作为特征描述符数据。


5.根据权利要求1所述基于星上控制点库的实时定位方法，其特征在于，所述影像定位包括：
将待匹配影像依据输入的姿态轨道以及行时数据计算影像四角点坐标同时格网化拟合原始RPC信息；
根据待匹配影像的经纬度范围在控制点库中搜索相应区域的控制点数据；
根据搜索到的控制点数据，进行基于控制点库的匹配处理，将控制点转刺到待匹配影像上；
由原始的RPC数据以及匹配得到的控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王重阳，王一，张桂滨，马亚斌，胡国军，吴琳，雍宝虎，许凯波，赵莹芝，杨彦通，
申请(专利权)人：西安中科星图空间数据技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61