地理参照图像区域的方法技术

本发明专利技术涉及使用成像光电子系统（100）来地理参照区域的方法，其包括使用检测器（1）获取M个连续图像的步骤，成像区域分布在这M个图像之间，其中M≥1。本发明专利技术还包括以下步骤：测量在系统与所述区域中被称为测距点的P个点之间的P个距离d1、d2、...、dP，其中P≥3，这些测距点分布在所述图像的K个图像中，其中1≤K≤M，在获取M个图像的同时获取检测器的定位xm,ym,zm，在获取M个图像的同时测量检测器的空间方位角θm，Ψm，获取这K个图像中与P个测距点对应的被称为像点的点的坐标(p1,q1)、(p2,q2)、…、(pP,qP)，以及以下步骤：根据定位、空间方位角、距离和像点坐标，估计与M个图像对应的曝光条件参数xe,ye,ze,Ψe,θe,以便校正M个图像中的每一个图像的参数xm,ym,zm,Ψm，θm,的误差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及依靠具有十公尺特性等级的光电子系统来地理参照区域，尤其在严重倾斜的曝光条件下。
技术介绍
图I示出了在严重倾斜的曝光条件下所遇到的测量不确定性所导致的区域点P的定位(或地理定位)误差，例如在航空-陆地应用中，其中与至对象的距离相比，光电子系统位于地面附近(空运的，对于低高度飞行或陆地应用，至对象的距离与飞行高度之比为大约5甚至更高)。图IA示出了由光电子系统的竖直位置h的测量不确定性eh导致的平面误差eP。 适用以下等式e P= e h/tan 0 = (r/h)e h/ 0例如，在比对象的高度大20kft的高度处误差e h为20m时，这将导致30km处的点P的定位的误差e p为120m。图IB示出了由从光电子系统观测点P时的定向角的测量不确定性e 0所导致的误差e p，即在照相机光轴(或LdV)的竖直平面中的取向误差。适用以下等式e P=r. e 0/sin 0 =r. e 0. (h2+r2) 1/2/h=r2. e 0 (l+(h/r)2)1/2 ^ r2. e 0/h在前述实例的相同条件下，例如误差e 0为Imrd时(对应于非常有利的情形)在150m的点P的定位上引起误差e 0。这些误差可能累计，最终导致点P的定位误差接近270m。然而，在固定在例如车辆桅杆或船桅杆的顶部的低高度陆地光电子系统(直升飞机，迷你无人驾驶飞机)中也发现了该误差。然而，大部分这些系统必须获取并且表征以十公尺效率的较大距离移动的对象的定位。已经说明了测量误差对点P的地理定位误差的影响。地理参照由成像区域的所有点而非单个点的地理定位组成。为了在上述条件下实现十公尺等级的地理参照，常规办法是使用一般由专门操作人员在地面上执行的后处理操作，所述专门操作人员对依靠地理参考(或具有优选全世界或者至少足以覆盖所表示的需求的地标)所获取的图像重新排列。然而，通常由接近竖直的曝光所采集的这些地标难于与严重倾斜的图像自动地配对，并且受信息老化影响。其中一个难点在于快速获取地球任一点上的该特性，而不需要使用难于与图像立即配对但不受信息老化影响的真实世界覆盖信息。现有
中为建立数字高度模型或MNT而实施的一种方案由以下步骤组成，即在有利的获取条件下使用飞行激光执行多个光束距离和方向的测量。实际上，该应用在能够在接近竖直的条件下获取信息的低曝光约束下，在飞行高度很低的情形下执行，以使取向误差不至于损害直接位置特性。所使用的系统一般不会提供任何关联成像，并且当它们提供关联成像时，这两个系统不耦合。这些空运激光器绘制技术旨在单独使用距离测量以便重构MNT，并且在所遇到的与严重倾斜目标的远程采集条件有关的应用中不提供与图像的耦合。此外，这些方法有利地适用于更新所产生的信息并由此控制立体绘制地点，这涉及在地面站中在操作员的控制下产生成像区域上的数字地形模型(MNT)和正射图像。通常用于产生正射图像 、MNT以便最终生成地图和矢量数据库(BDD)的另一种方案是，使用基于从飞机或从卫星获取的光学或雷达图像的航空三角测量技术。卫星上的传感器通常用来基于图像获取以及位置和高度测量来覆盖大部分区域，此外，这在地域和更大的尺度上进行。基于整流后的对象景物的形状观测而对光学图像的内部一致性的所进行的控制依靠矩阵检测器来产生。这一点可利用轨迹和/或扫描技术来保证，同时保证信息的重叠和连续重构，即信息可以基于一些地标来整体地取向，以便校正其余取向偏差。当从观测或远程检测卫星获取时，也需要该空间三角测量技术。航空三角测量应用对应于具有宽测量基础(基础是检测器在两个图像之间的位移)的获取，从而与获取速率达到每3分钟将近10，000个图像的战略应用相比(几十Hz)，对应于相对低速率的获取(0. IHz的量级)。再者，图像在操作人员的控制下来处理并且用在地面站中。在生成信息的任务中，操作人员还会进行-对具有已合格的地理参照的外部参考数据进行访问-使用设备来识别对象和图像的相关细节，并且将它们与参考数据相关联，以便在图像中得到地标点，从而强化图像的地理参照。由地面上的操作人员对图像地理参照的强化，由以下处理构成即使当与待被地理参照的图像有关的信息的品质较差时，该处理对结果而言仍是有效的，同时限制了执行时间、所需参考地理数据、校正任务和所包括的时间。航空三角测量任务确定所有图像的绝对取向。必要时，可以假定它们为单个图像(或图像块)并且依靠输入类似的点和/或地标点来校正结果，以及提供手动或目视特性检查。该要求对于操作人员来说，在对图像的组装品质和由多个图像覆盖的区域的地理参照的品质进行控制的循环中，在使用尤其要求更短的执行时间——接近实际时间的应用的条件下，是不能实行的。除了与曝光条件(或CPDV)有关的该特性问题以外，还必须具有-更好的图像分辨率，以便查看细节，换句话说，强化在图像中用来表示地面距离的分辨率，或“GRD”(地面采样距离)，以及-更大的地面覆盖，换句话说，增加成像区域以利于在环境、安全、战略和战术自然条件的操作上的使用，而不用以任何方式牺牲待被地理参照的信息的获取范围。通过移动检测器或者/并且使用更大的检测器或/和更大的视野，来确保大区域覆盖。卫星装置的大区域覆盖通过沿卫星轨道的卫星移动和曝光参数之间较好的相对品质来促成，因为-定位的品质依赖于由天体力学等式限制的传导地理学的测量和参数控制。这允许在时间上其形状的简单且刚性的建模。-空间方位角通过轨迹的稳定性和相关控制装置而具有一致性。对于陆地应用，检测器不总是可以移动，并且相对于待获取区域，检测器的尺寸有时是有限的。航空陆地的大区域覆盖更困难，因为-在空运情形中，通过操纵平台来确保轨迹，-在陆地情形中，平台固定或者移动性很小。在材料品质严格控制的情形下，所述使用大检测器首选使用阵列检测器。然而，关于很好地了解随时间的指向(在与阵列方向对应的图像的方向之间)的困难使图像的内部一致性(这允许控制图像的几何形状)劣化，从而使光电子件的强大特性中的一个劣化。此夕卜，必须减小积分时间，以便相对于成像区域来适应与检测器移动有关的涡卷效应。 使用更大的视野来覆盖大区域的可能性与GRD中给定获取距离范围的需求相冲突。为了弥补该约束，使用快速的基于扫描的获取模式诸如巾贞步进(frame-step)(或步进注视(st印staring))，并且增加同一平台上的检测器数量。对于军事应用，必须能够对分辨率较高的大量图像进行快速地理参照。
技术实现思路
本专利技术旨在，在遵守十公尺等级地理参照的约束的同时，通过适应于地面上的表面区域在严重倾斜曝光和具有足够的获取区域的条件下成像的要求，克服执行时间、需要地面操作人员和外部参考数据、图像中的景物分辨率不足的缺点。根据本专利技术的地理参照方法基于以下具有高准确度和精确度的两种信息的提供-在同一个图像信息单元中的多个距离测量，其中准确度为公尺，-精度为像素的角尺寸量级(10μ rad)的测距距离的像素之间的定向的角背离，取决于〇确定与距离测量相关的图像坐标所需的质量。O良好的光电子图像的内部几何一致性和使存在小于或达到像素量级的重叠的图像之间配对的能力。算法处理操作基于前述信息计算每一个图像的曝光的条件参数。从而，少数准确的距离测量和精确的角偏差(使用光电子图像的内部一致性信息和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·西蒙，
申请(专利权)人：泰勒斯公司，
类型：发明
国别省市：