【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及影像匹配领域，尤其是涉及基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略。
技术介绍
1、行星轨道器影像是深空探测的重要数据基础，广泛应用于行星地质研究、着陆点选择、探测路径规划等领域。影像匹配作为摄影测量处理的关键步骤，为区域网平差、影像配准等环节提供支撑。然而，常用的匹配方法主要针对规则的小图幅影像，而行星轨道器影像由于具有尺寸大、纹理稀疏以及呈长条带形状等特点，在直接采用传统匹配方法时，常面临计算资源有限、算法承载力不足的问题。此外，大尺寸影像中的冗余特征参与匹配，会降低匹配效率与精度。因此，有必要将匹配方法与匹配策略相结合，以有效提取影像同名点。
2、常见的匹配策略利用多尺度金字塔影像提取种子点并逐步加密匹配点。然而，行星轨道器影像由于特征纹理稀疏相似，在多尺度影像上难以检测到高质量种子点，从而导致匹配错误。此外，通过提取影像重叠区域，并基于外接矩形进行划分和分块匹配，针对复杂多边形形状也可能引入非重叠区域或遗漏重叠区域，导致误匹配。而基于成像模型的匹配策略，尽管能有效提高匹配精度，但由于高度依赖几何信息的定位精度，适用范围受到限制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了实现兼顾对高分辨率行星轨道器影像匹配的匹配精度和匹配效率而提供的基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略，所述策略包括以下步骤：
4、s1、获取行星轨道器影像匹配对，并获取重叠区域；
5、s2、采用由行到列的划分方法对影像对的重叠区域进行格网划分，基于划分的格网对重叠区域内影像进行影像分块，得到由影像块组成的最终分块影像；
6、s3、对重叠区域的左影像和右影像的分块影像进行对应，确定分块对应关系，得到最终具有对应关系的分块影像；
7、s4、采用基于gpu加速的特征匹配算法，基于最终具有对应关系的分块影像进行匹配得到匹配点，并聚合所有分块影像上的匹配点得到最终的匹配结果；
8、s5、对多组待匹配行星轨道器影像对间采用进程并行处理，并行操作s1～s5，且对于单组待匹配行星轨道器影像对采用线程并行处理，并行执行s2～s4。
9、进一步地，采用由行到列的划分方法对影像对的重叠区域进行格网划分的具体步骤为：
10、获取待匹配行星轨道器影像对，获取投影后的影像对的重叠区域，通过成像方程将影像对投影至像方空间。
11、进一步地，成像方程为：
12、
13、其中，(x,y)为像点焦平面坐标，f为焦距，(x,u,z)为像点对应的地面点坐标，(xs,ys,zs)为摄影中心在j2000坐标系下的坐标，rorbiter为相机坐标系转到轨道器坐标系的旋转矩阵，rfixed为轨道器坐标系转到星固坐标系的旋转矩阵，rj2000为星固坐标系到j2000坐标系的旋转矩阵，λ为比例因子。
14、进一步地，s2的具体步骤为：
15、对重叠区域的左影像按行方向来划分，设置左影像中初始矩形，将左影像中初始矩形与重叠区域相交后得到划分后的多边形，将划分后的多边形的外接矩形作为最终的左影像的行方向划分结果；
16、对重叠区域的右影像按行方向来划分，基于左影像中初始矩形的固定高度计算右影像中初始矩形的高度，在右影像中初始矩形的高度上添加缓冲区，添加缓冲区后的右影像中初始矩形与重叠区域相交后得到划分后的多边形，将划分后的多边形的外接矩形作为最终的右影像的行方向划分结果；
17、在行划分结束后进行列方向的划分，在左影像中，利用左影像中初始矩形的固定高度作为边长构建正方形并从左到右排列形成格网，得到左影像的列方向划分结果，得到左影像的分块影像，在右影像中，基于右影像中初始矩形的高度计算右影像中列划分时矩形的行列数，得到右影像的列方向划分结果，得到右影像的分块影像；
18、基于重叠区域形成的点集，确定重叠区域的主成分，计算左影像和右影像重叠区域之间的旋转角度，然后基于旋转角度旋转右影像的分块影像，旋转后的分块影像的外接矩形作为最终分块影像。
19、进一步地，设置左影像中初始矩形具体为：
20、在左影像中根据重叠区域的轮廓点计算在影像列方向所占的最大宽度，以最大宽度为长度，并设定一个固定值作为高度构建矩形，称为左影像中初始矩形，在左影像的行方向上，用左影像中初始矩形覆盖重叠区域，当铺设最后一个初始矩形时，如果剩余行数不足以达到左影像中初始矩形的高度要求，则以剩余行数作为左影像中初始矩形的高度。
21、进一步地，右影像中初始矩形的高度为：
22、
23、其中，blocksrcy表示左影像中初始矩形的固定高度，blockdsty表示右影像中初始矩形的高度，gsdlrow、gsdrrow分别表示左影像和右影像在行方向上的空间分辨率。
24、进一步地，所述添加缓冲区后的右影像中初始矩形之间具有重叠，重叠大小为缓冲区大小的一半。
25、进一步地，右影像中列划分时矩形的行列数为：
26、
27、其中，blocksizesrc为左影像上分块影像的尺寸，blockdstx为右影像上分块影像的列方向的尺寸，gsdrcol为右影像上列方向的分辨率。
28、进一步地，左影像和右影像重叠区域之间的旋转角度为：
29、
30、其中，θ表示旋转角度，vl和vr是左、右影像上的特征向量矩阵，表示主方向。
31、进一步地，s3的具体步骤为：
32、按照左影像的最终分块影像从上到下行划分，从左到右列划分的方向进行分块影像编号，设左影像上重叠区域内行方向上的编号最小值的像素点标记为基于左影像对应的成像模型计算其对应的地面点坐标，记为(b0,l0)，通过右影像的成像模型计算点(b0,l0)的像点坐标并获取像点坐标的行方向坐标，若像点坐标靠近重叠区域内行方向的编号最小值，标记为则右影像的最终分块影像的行划分方向为从上到下，列划分方向为从左到右；若像点坐标靠近重叠区域内行方向的编号最大值，标记为则右影像的最终分块影像的行划分方向为从下到上，列划分方向为从右到左，基于划分方向对重叠区域的左影像和右影像的最终分块影像进行对应，确定分块对应关系，得到最终具有对应关系的分块影像。
33、进一步地，s4的具体步骤为：
34、siftgpu是一种基于gpu的高效sift算法实现，在gpu上，通过网格化并行计算高效实现高斯差分(dog)金字塔的构建、关键点的精确定位以及128维特征描述符的生成，针对分块影像进行匹配时，通过siftgpu确定影像分块之间的匹配点(局部匹配点)。得到分块影像的匹配点后，采用ransac算法剔除粗差。最后，将所有局部匹配点的坐标归一化以生成最终匹配结果。
35、进一步地，s5的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略，其特征在于，采用由行到列的划分方法对影像对的重叠区域进行格网划分的具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略，其特征在于，成像方程为：
4.根据权利要求3所述的一种基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略，其特征在于，S2的具体步骤为：
5.根据权利要求4所述的一种基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略，其特征在于，设置左影像中初始矩形具体为：
6.根据权利要求5所述的一种基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略，其特征在于，右影像中初始矩形的高度为：
7.根据权利要求6所述的一种基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略，其特征在于，所述添加缓冲区后的右影像中初始矩形之间具有重叠，重叠大小为缓冲区大小的一半。
8.根据权利要求7所述的
9.根据权利要求8所述的一种基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略，其特征在于，左影像和右影像重叠区域之间的旋转角度为：
10.根据权利要求1所述的一种基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略，其特征在于，S3的具体步骤为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略，其特征在于，采用由行到列的划分方法对影像对的重叠区域进行格网划分的具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略，其特征在于，成像方程为：
4.根据权利要求3所述的一种基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略，其特征在于，s2的具体步骤为：
5.根据权利要求4所述的一种基于影像分块和对应关系构建的行星轨道器影像匹配策略，其特征在于，设置左影像中初始矩形具体为：
6.根据权利要求5所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶真，薛麟，徐聿升，刘世杰，童小华，黄荣，谢欢，冯永玖，许雄，陈鹏，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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