光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
Optics and Precision Engineering
2015年
10期
2927-2942
,共16页
周前飞%刘晶红%王宣%孙明超
週前飛%劉晶紅%王宣%孫明超
주전비%류정홍%왕선%손명초
变焦距斜视成像%几何校正%镜头畸变%除式模型%摄像机标定
變焦距斜視成像%幾何校正%鏡頭畸變%除式模型%攝像機標定
변초거사시성상%궤하교정%경두기변%제식모형%섭상궤표정
zoom squint imaging mode%geometric correction%lens distortion%division model%camera calibration
针对变焦距航空摄像机斜视成像产生的几何变形,提出一种同时校正斜视梯形失真和变焦距镜头非线性畸变的自动校正方法.根据直线透视投影不变性原理,利用单参数除式模型通过变步长优化搜索方法得到不同焦距对应的镜头畸变系数和畸变中心坐标;研究了焦距变化对畸变的影响规律,校正了镜头畸变使其满足针孔成像模型;引入飞机位置、姿态和摄像机视轴指向方位等因素,将航空图像重投影到地图坐标系中,对坐标变换后的像素亮度值进行重采样得到校正斜视变形和镜头畸变后的正射投影图像.对不同焦距和位置姿态下拍摄的地面靶标畸变图像和实际航空变焦距斜视图像进行了校正.结果表明,该方法能够有效准确地校正图像的几何变形,当飞行高度为2 500 m时,在文中给定的位置姿态精度下的图像几何校正均方误差约为2 m,较好地满足了后续图像拼接需求.该方法效率高,便于自动化实现,对提高图像拼接精度和实现目标精确定位与实时稳定跟踪具有重要意义.
針對變焦距航空攝像機斜視成像產生的幾何變形,提齣一種同時校正斜視梯形失真和變焦距鏡頭非線性畸變的自動校正方法.根據直線透視投影不變性原理,利用單參數除式模型通過變步長優化搜索方法得到不同焦距對應的鏡頭畸變繫數和畸變中心坐標;研究瞭焦距變化對畸變的影響規律,校正瞭鏡頭畸變使其滿足針孔成像模型;引入飛機位置、姿態和攝像機視軸指嚮方位等因素,將航空圖像重投影到地圖坐標繫中,對坐標變換後的像素亮度值進行重採樣得到校正斜視變形和鏡頭畸變後的正射投影圖像.對不同焦距和位置姿態下拍攝的地麵靶標畸變圖像和實際航空變焦距斜視圖像進行瞭校正.結果錶明,該方法能夠有效準確地校正圖像的幾何變形,噹飛行高度為2 500 m時,在文中給定的位置姿態精度下的圖像幾何校正均方誤差約為2 m,較好地滿足瞭後續圖像拼接需求.該方法效率高,便于自動化實現,對提高圖像拼接精度和實現目標精確定位與實時穩定跟蹤具有重要意義.
침대변초거항공섭상궤사시성상산생적궤하변형,제출일충동시교정사시제형실진화변초거경두비선성기변적자동교정방법.근거직선투시투영불변성원리,이용단삼수제식모형통과변보장우화수색방법득도불동초거대응적경두기변계수화기변중심좌표;연구료초거변화대기변적영향규률,교정료경두기변사기만족침공성상모형;인입비궤위치、자태화섭상궤시축지향방위등인소,장항공도상중투영도지도좌표계중,대좌표변환후적상소량도치진행중채양득도교정사시변형화경두기변후적정사투영도상.대불동초거화위치자태하박섭적지면파표기변도상화실제항공변초거사시도상진행료교정.결과표명,해방법능구유효준학지교정도상적궤하변형,당비행고도위2 500 m시,재문중급정적위치자태정도하적도상궤하교정균방오차약위2 m,교호지만족료후속도상병접수구.해방법효솔고,편우자동화실현,대제고도상병접정도화실현목표정학정위여실시은정근종구유중요의의.
