申请/专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

申请日：2021-09-18

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN113837929B

主分类号：G06F17/00

分类号：G06F17/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.01.11#实质审查的生效;2021.12.24#公开

摘要：本发明提供一种图像拼接装置，包括双轴旋转平台和成像系统；双轴旋转平台包括水平轴和垂直轴；成像系统通过绕水平轴旋转调节俯仰角度，成像系统通过绕垂直轴旋转实现360°周扫；成像系统包括光学系统和图像探测器，图像探测器的探测器靶面与光学系统的光轴垂直，且探测器靶面的靶面中心与光轴相交。利用这种装置，本发明提出了图像拼接的方法，结合指向角度信息实现逐行自动配准的图像拼接方法。由于本方法采用的是非特征匹配的方式，有效的避免了传统拼接算法的不足，对于天空等特征不明显区域的全景成像具有较好的适应性与实时性。

主权项：1.一种图像拼接的方法，其特征在于，包括以下步骤；S1、成像系统绕水平轴调整好俯仰角后保持不变，绕垂直轴进行360°周扫并连续成像，在每幅图像中写入当帧图像中心对应的指向角度；S2、获得所述图像上像元的指向角度与所述图像中心的指向角度的对应关系；S3、获得第y行的重叠像素数；S4、图像逐行配准与拼接；根据所述第y行的重叠像素数对两帧所述图像进行逐行融合拼接；步骤S2包括以下步骤：S21、所述图像中心对应的方位角表示为Ac，俯仰角表示为Ec，在像素坐标系中位于（x,y）位置的像元相对于所述图像中心的角度偏差表示为（、），则所述像元的指向角度用下式表示为： 1所述用下式表示为： （2）其中，W为图像宽度；为图像上每个像元对应的方位张角或俯仰张角；所述用下式表示为： （3）其中，H为图像高度；步骤S3包括以下步骤：S31、连续两帧图像中心的方位角和俯仰角分别表示为（），（），则两幅图像中心方位角偏差∆A用下式表示为： 4S32、对所述两帧图像中心方位角偏差∆A进行修正根据几何投影关系，将所述两幅图像中心方位角偏差∆A修正为并用下式表示为： （5）S33、获得两帧图像中心图像列方位角对应的实际像素数n用下式表示为： （6）S34、两帧图像重叠像素数∆n用下式表示为： 7其中，W为图像宽度；当所述两帧图像重叠像素数∆n大于零时，表示两帧图像间存在重叠区域；当所述两帧图像重叠像素数∆n小于零时，表示两帧图像间不存在重叠区域；S35、将所述公式（5）、所述公式（6）带入所述公式（7），获得所述两帧图像重叠像素数∆n用下式表示为： 8S36、将所述公式（1）带入所述公式（8），获得到所述第y行像素对应的重叠数用下式表示为： 9；所述的计算过程如下：由所述成像系统的几何光学成像关系可知，每个像元对应的方位张角或俯仰张角用下式表示为： 10其中，为图像探测器像元尺寸，v为像距；由光学系统共轭关系可知： 11其中，u为物距，f为焦距，所述像距v等于所述焦距f；则所述用下式表示为： 12；步骤S4中采用渐入渐出算法对两帧图像进行逐行融合拼接，表达式为： 13其中，gx,y为拼接后图像的（x,y）点对应的像素值，g1x,y、g2x,y分别为待拼接的图像（x,y）点对应的像素值；w1x,y,w2x,y为融合过程中的权重系数，计算式为： 14。

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权利要求：

百度查询： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种图形拼接装置及其方法

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