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：2021-09-29

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN113850905B

主分类号：G06T17/00

分类号：G06T17/00;G06T3/14;G06T3/4038;G06T7/33

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.01.14#实质审查的生效;2021.12.28#公开

摘要：一种用于周扫型光电预警系统的全景图像实时拼接方法，涉及全景图像拼接技术领域，解决现有图像配准方法存在全景拼接的适用性差且计算复杂度高以及实时性差等问题，本发明提出基于球面三维建模的配准方法，根据光电预警系统以方位360°匀速周视扫描、俯仰可调节的工作模式进行三维空间建模，将不同方位、俯仰角度采集的预警图像统一到世界坐标系，通过光学系统参数信息计算相邻帧图像在不同俯仰角度下的最佳配准线，并基于最佳配准线对待拼接图像进行图像矫直，进而实现更具可视性的全景图像实时拼接。本发明方法的计算复杂度较低，可以满足分辨率更大的预警系统，具有较好的实时性。

主权项：1.一种用于周扫型光电预警系统的全景图像实时拼接方法，该方法基于光电预警系统实现；其特征是：该方法由以下步骤实现：步骤一、将光电预警系统的俯仰轴调整到某一俯仰角度后保持不变，绕方位轴实现360°不间断周扫，获取采集的预警图像，图像数量为N；步骤二、将同一俯仰角下，不同方位角度的采集的预警图像进行坐标转换，统一到世界坐标系中；进行三维建模；以所述光电预警系统为球体中心，同时该球体中心作为世界坐标系原点，亦为相机坐标系原点，球体半径为系统中相机的焦距，即r＝f；在相机坐标系xcyczc中，光电预警系统在z＝-f的视平面上成像，预警图像中心是光电预警系统光轴与视平面的交点；则预警图像上任意像素点Px,y在相机坐标系下的坐标为W为预警图像的宽度，H为预警图像的高度；当预警系统进行周扫时，将同一俯仰角度、不同方位角度采集到的图像进行坐标转换，统一到世界坐标系中；步骤三、计算相邻帧图像在该俯仰角度下的最佳配准线；根据最佳配准线对待拼接图像依次进行图像矫直；计算所述最佳配准线的具体过程为：当光电预警系统的俯仰角度为α时，第i帧图像Ii的方位角为βi，则在图像Ii中，任意像素Pixi,yi在相机坐标系xcyczc下的坐标为在世界坐标系XYZ下的空间坐标为： 第i+1帧图像Ii+1的方位角为βi+1，则在图像Ii+1中，任意像素Pi+1xi+1,yi+1在相机坐标系x′cy′cz′c下的坐标为在世界坐标系XYZ下的空间坐标为： 式中，βi和βi+1满足βi+1＝βi+β差，根据相邻帧交于三维空间中的图像平面交线MN，则联立图像Ii和图像Ii+1的各像素空间坐标公式，即当求解出俯仰角为α时，相邻帧的最佳配准线在图像Ii和图像Ii+1上的像素点位置xi,yi和xi+1,yi+1，用下式表示为：yi＝yi+1 当yi取[0,H值，xi和xi+1均有唯一解；对图像矫直的具体过程为：将图像Ii作为待矫直的图像，所述图像Ii最佳配准线M1M1、M2M2的像素坐标分别为M1.x,M1.y、N1.x,N1.y、M2.x,M2.y、N2.x,N2.y，矫直后四个顶点坐标分别为0,0、0,H-1、W-1,0、W-1,H-1；采用矫直前后的四对坐标，计算透射变换矩阵，作用于整个全景待拼接图像，并进行双线性插值完成图像矫直；步骤四、对步骤三矫直后的图像依次进行全景图像拼接。

全文数据：

权利要求：

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