(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211221589.9 (22)申请日 2022.10.08 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115311363 A (43)申请公布日 2022.11.08 (73)专利权人 中南大学 地址 410000 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路932号 (72)发明人 潘红播　 (74)专利代理 机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 4 4205 专利代理师 伍传松 (51)Int.Cl. G06T 7/73(2017.01) G06T 7/33(2017.01) G06T 7/35(2017.01) G01C 11/00(2006.01)(56)对比文件 CN 109696182 A,2019.04.3 0 CN 114593736 A,2022.06.07 CN 114754798 A,202 2.07.15 CN 113393499 A,2021.09.14 CN 112595344 A,2021.04.02 US 9857172 B1,2018.01.02 EP 2881825 A1,2015.0 6.10 Hongbo Pan 等.Systematic Geo location Errors of F engYun-3D MERSI2. 《IE EE TRANSACTIONS ON GEOSCIENC E AND RE MOTE SENSING》 .2022,全文. 黄庚华等.高分七号 卫星激光测高仪分系统 关键技术设计与实现. 《航天器 工程》 .2020,全 文. (续) 审查员 杨洁 (54)发明名称 一种基于高分卫星影像辅助的足印相机定 向方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于高分卫星影像辅助 的足印相机定向方法及系统， 该方法包括： 在足 印相机影像上提取定向点； 在高分卫星影像的辅 助下确定 所述定向点的地面点坐标； 利用足印相 机影像上的定向点 以及定向点的地面点坐标求 解所述足印相机的定向参数。 其中， 利用多光谱 影像与足印相机影像进行光谱匹配， 降低影像间 的辐射差异； 利用成像几何模型实现足印相机影 像的仿真， 消除影像间的几何变形； 再利用高精 度几何匹配方法实现足印相机影像与多光谱影 像的高精度匹配， 最终建立全色影像与足印相机 影像间的对应 关系； 然后利用高分卫星全色影像 的优化模型和数字表面模型获取定向点的地面 点坐标， 并作为控制点， 然后利用该控制点实现 足印相机的高精度定向。 [转续页] 权利要求书3页 说明书12页 附图4页 CN 115311363 B 2022.12.23 CN 115311363 B (56)对比文件 Lirong Liu等.Coarse-to-Fi ne Image Matching-Based Fo otprint Camera Calibration of the GF-7 Satel lite. 《PMC》 .2021,全 文.2/2 页 2[接上页] CN 115311363 B1.一种基于高分卫星影 像辅助的足印相机 定向方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 在足印相机影 像上提取定向点； 在高分卫星影 像的辅助下确定所述定向点的地 面点坐标； 利用所述足印相机影像上的定向点以及定向点的地面点坐标求解所述足印相机的定 向参数； 其中， 所述定向点的地 面点坐标的获取 过程为： 将高分卫星影像中与所述足印相机影像光谱相对应的多光谱影像波段进行叠加生成 基准影像； 以所述足印相机影像中每个像点的地面点坐标为媒介， 利用所述多光谱影像的成像几 何模型计算出所述地面点坐标对应在所述基准影像上的像点坐标， 进而针对像点进行灰度 插值合成足印相机影 像的仿真影 像； 再以所述定向点在所述仿真影像上的匹配点为媒介， 计算定向点对应在所述多光谱影 像上的像点坐标， 再利用所述多光谱影像与高分卫星影像中全色影像的配准关系确定所述 定向点对应在所述全色影像上的像点坐标， 最后利用所述全色影像的成像几何模型确定所 述定位点的地面点坐标。 2.根据权利要求1所述的足印相机定向方法， 其特征在于： 所述足印相机的定向参数是 基于构建的观测方程及其误差方程， 并利用所述 足印相机影像上的定向点以及定向点的地 面点坐标优化得到的足印相机的姿态 矩阵； 其中， 所述观测方程表示 为： 式中， u为像平面的齐次坐标， 对应足印相机影像上像点的齐次坐标； m为比例因子， I为 单位矩阵， s为成像时刻的相机位置， K为相机矩阵， p表 示地面点物方的齐次坐标， 对应地面 点的齐次坐标； 为地心惯性坐标系到本体坐标系的转换矩阵， 为地心地固系 到地心惯性系的转换矩阵， 为待估计 定向参数的偏差矩阵； 所述误差方程表示 为： 式中， v为残差， 对应为足印相机影像上定向点的齐次坐标与利用观测方程得到的定向 点的齐次坐标之间的残差； X为未知数， 对应于偏差矩阵 中三个欧拉角的改正数， A为 系数矩阵， L 为常数部分； P为权矩阵， 表示定向点像方测量精度； 其中， 利用所述观测方程以及所述误差方程进行迭代计算， 以更新所述待估计定向参 数的偏差矩阵， 进 而按照公式 更新足印相机的姿态 矩阵R。 3.根据权利要求1所述的足印相机定向方法， 其特征在于： 利用所述足印相机影像上的 定向点以及定向点的地 面点坐标求解足印相机的定向参数的过程还 包括： 采用选权迭代法， 删除残差超过 预设阈值的定向点； 再利用删除后的定向点及其 地面点坐标求解足印相机的定向参数。 4.根据权利要求1所述的足印相机定向方法， 其特征在于： 所述多光谱影像与 所述全色权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115311363 B 3