张涛

摘要：本文提出一种基于透视变换的无人机影像抵消角元素的实现方法即保持透视光线不变，自主开发软件来自动实现无人机影像俯仰角，侧翻角和旋转角元素归零处理。

关键词：无人机影像；透视变换；角元素；俯仰角；侧翻角；旋转角；归零处理

1概述

在低空遥感领域，无人机低空航摄在地形图测绘项目中的应用越来越广泛。由于无人机航摄系统自重小，自稳性能差，载重有限制，很少有设备能够加装航摄稳定云台，这极易导致无人机平台上拍摄的影像角元素偏大。比照在传统的常规航空摄影测量项目中，严格要求主光轴垂直向下摄影，角元素超限的影像即视为有缺陷的影像，对于用于立體测量的影像更是严格要求了旋偏角的限差。针对这种现状，从工程实际应用需求出发，本文提供一种基于透视变换，通过自主开发软件对无人机影像角元素进行归零处理的实现方法。

2实现的工作流程

工作流程框图如下：

3实现的算法原理

具体的算法步骤如下：（1）根据上述公式分析计算测区所有倾斜影像改正水平后的有效区域。（2）选取有效区中最大值，确定为全区影像统一的影像宽和高。（3）依据统一的影像宽和高参数对各个进行透视变换和数字影像插值处理。

4自主开发软件的使用简介

4.1自主开发的软件

本方案通过基于VC++6.0，OPENCV和GDAL/OGR自主开发数据处理软件来实现。影像的读取，存储Erdas imagine格式采用GDAL库，TIF，BMP，JPG，PNG影像格式采用OPENCV库，影像的插值处理和透视变换等其它专业影像处理算法为提高处理效率和兼容性均采用底层开发。软件主界面如下：

4.2读取影像外方位元素信息创建倾斜影像改水平影像任务表

程序读入影像外方位元素文件创建倾斜影像改水平影像任务表。

影像外方位元素文件格式为：

影像名

影像编号

Xs

Ys

ZsOmega（度）Phia（度）

Kappa（度）

4.3创建倾斜影像改水平影像集群处理任务表

利用4.2步骤得到的全测区原始倾斜影像改水平影像集群处理任务表。任务表采用shapefile文件进行记录，shapefile文件属性表中包含程序通过分析全区所有影像之后确定的各张影像对应的处理参数指标。

4.4执行全测区倾斜影像改水平批处理

读取4.3步骤程序自动生成的倾斜影像改水平集群处理任务表，程序自动运行处理所有影像完成本流程所有处理任务，程序支持中断接续处理和局域网多PC并行处理。

4.5处理结果

结束语：本文提出一种通过自主开发软件抵消无人机航拍影像倾斜角元素的实现方法，是基于摄影测量保持透视光线不变原理在航测数据处理实务中的具体应用。本文提供的方法在工程中可以显著改进无人机航拍影像的角元素指标，为大旋偏影像立体像对构建问题提供简便的方法。缺点在于引入数据冗余，增加硬件计算和存储负担，但是这种矛盾在可预期的计算机硬件升级换代中逐步会被消弥。endprint