CN104156927B - 基于目标矢量在像面交线投影差的动态图像对齐方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于目标矢量在像面交线投影差的动态图像对齐方法，包括：获取不同的采集装置采集两帧图像信息；分别对每一帧图像信息构造目标矢量；计算每一个目标矢量在其对应的像面上平行投影的长度；根据平行投影的长度，计算每一个目标矢量在其像面上的倾角；根据倾角，计算每一个目标矢量在像面交线上投影长度，并计算两帧图像预对应的目标矢量的投影长度的投影差；最小投影差对应的两帧图像信息即为对齐的图像。本发明通过调节使两帧图像预对应的目标矢量的投影长度的投影差最小，多个最小的投影差的最小值对应的两帧图像即为对齐图像，从而使不同步图像同步对齐，以便后续将对齐的图像进行高精度交会，准确确定目标图像的空间位置。

Description

基于目标矢量在像面交线投影差的动态图像对齐方法

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体而言，涉及基于目标矢量在像面交线投影差的动态图像对齐方法。

背景技术

目前，在现有的光学交会测量中，将具备时间同步的多幅图像进行交会，即对同步图像进行同步对齐处理，用以得到目标图像的空间位置。

具体的，使用两个采集装置同时刻拍摄静态图像或者同时刻拍摄同步运动的图像，然后对采集的同步图像进行交会处理，用以得到目标图像的空间位置。

但是，目前对于采集的非同步运动的动态目标，由于其是不同步的图像，故将其进行交会，则会带来较大的误差，不能高精度交会，进而不能准确确定目标图像的空间位置。

发明内容

本发明的目的在于提供基于目标矢量在像面交线投影差的动态图像对齐方法，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中提供了一种基于目标矢量在像面交线投影差的动态图像对齐方法，包括：

获取不同的采集装置采集的检测目标的两帧图像信息；

分别对每一帧图像信息构造目标矢量；目标矢量包括两个目标点；

计算每一个目标矢量在其对应的像面上平行投影的长度；

根据平行投影的长度，计算每一个目标矢量在其像面上的倾角；其中，两帧图像预对应的目标矢量在共同像面上形成一条像面交线；

根据倾角，计算每一个目标矢量在像面交线上投影长度，并计算两帧图像预对应的目标矢量的投影长度的投影差；

调整倾角使投影差最小，并比较多个投影差，得到最小投影差；其中，最小投影差对应的两帧图像信息即为对齐的图像信息。

进一步的，该方法中，分别对每一帧图像信息构造目标矢量之前，还包括：

根据检测目标的飞行特征，将两幅图像信息进行预对齐。

进一步的，该方法中，根据检测目标的飞行特征，将两幅图像信息进行预对齐之前，还包括：

根据检测目标的运动轨迹，对两幅图像信息进行插值处理。

进一步的，该方法中，计算每一个目标矢量在其对应的像面上平行投影的长度，包括：

根据采集装置到其对应的每一个目标点的距离和采集装置测角当量，将每一个目标矢量在各自像面的成像长度进行平行投影转换

进一步的，该方法中，不同的采集装置包括采集装置A和采集装置B；根据采集装置到其对应的每一个目标点的距离和采集装置测角当量，将每一个目标矢量在各自像面的成像长度进行平行投影转换，包括：

根据公式：计算采集装置A到其对应的每一个目标点的距离RA1和RAT2，以及采集装置B到其对应的每一个 目标点的距离R_B1和R_BT2；

其中，(X，Y，Z)为目标点坐标，(X_c，Y_c，Z_c)为采集装置坐标；

根据公式计算每一个目标矢量在其对应的像面上平行投影的长度；

其中，e_A和e_B为不同采集装置的测角当量；

(x_A1，y_A1)和(x_AT2，y_AT2)为采集装置A对应的目标矢量的两个目标点在对应像面上的坐标；

(x_B1，y_B1)和(x_BT2，y_BT2)为采集装置B对应的目标矢量的两个目标点在对应像面上的坐标。

进一步的，该方法中，分别对每一帧图像信息构造目标矢量，包括：

在每一帧图像信息中获取两个目标点；

将两个目标点的连线作为目标矢量。

进一步的，该方法中，根据平行投影的长度，计算每一个目标矢量在其像面上的倾角，包括：

读取每一个目标矢量中两个目标点在各自像面内的像面坐标；

根据公式计算倾角。

进一步的，该方法中，根据倾角，计算每一个目标矢量在像面交线上投影长度，包括：

根据公式计算投影长度；

其中，θ_AL为像面交线在采集装置A对应的目标矢量的像面中的倾角；θ_BL为像面交线在采集装置B对应的目标矢量的像面中的倾角。

进一步的，该方法中，计算两帧图像预对应的目标矢量的投影长度的投影差，包括：

根据公式ΔL′＝L′_A-L′_B，计算投影差；其中，L’_A为采集装置A的目标矢量在像面交线的投影长度；L’_B为采集装置B的目标矢量在像面交线的投影长度。

进一步的，该方法中，调整倾角使投影差最小，包括：

根据公式计算标准差σL′；

调整倾角，使标准差σL′最小；其中，最小标准差σL′对应的两帧图像信息即为对齐的图像信息。

本发明实施例提供的基于目标矢量在像面交线投影差的动态图像对齐方法，与现有技术中的目前对于采集的非同步运动的动态目标，由于其是不同步的图像，故将其进行交会，则会带来较大的误差，不能高精度交会，进而不能准确确定目标图像的空间位置的方案相比，其包括：获取不同的采集装置采集的检测目标的两帧图像信息；分别对每一帧图像信息构造目标矢量；目标矢量包括两个目标点；计算每一个目标矢量在其对应的像面上平行投影的长度；根据平行投影的长度，计算每一个目标矢量在其像面上的倾角；其中，两帧图像预对应的目标矢量在共同像面上形成一条像面交线；根据倾角，计算每一个目标矢量在像面交线上投影长度，并计算两帧图像预对应的目标矢量的投影长度的投影差；调整倾角使投影差最小，并比较多个所述投影差，得到最小所述投影差；其中，最小投影差对应的两帧图像信息即为对齐的图像信息。本发明通过调整倾角，使两帧图像预对应的目标矢量的投影长度的投影差最小，然后比较多个这样的投影差，得到的最小投影差，该最小投影差对应的两帧图像即为对齐图像，从而使不同步图像同步对齐，以便后续将对齐的两帧图像进行高精度交会，进而能够准确确定目标图像的空间位置。

附图说明

图1示出了本发明实施例提供的一种基于目标矢量在像面交线投影差的动态图像对齐方法的流程图；

图2示出了本发明实施例提供的一种基于目标矢量在像面交线投影差的动态图像对齐方法的流程图；

图3示出了本发明实施例提供的两光学成像矢量投影关系的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描 述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围

本发明的实施例中提供了一种基于目标矢量在像面交线投影差的动态图像对齐方法，如图1所示，所述方法包括：

101、获取不同的采集装置采集的检测目标的两帧图像信息。

本实施例中的采集装置可以是照相机，摄像机或者红外摄像头等具有采集图像信息功能的设备；在实际应用中，使用至少两个采集装置采集检测目标的图像信息；具体的，当采集装置为多个时，也是将不同采集装置采集的图像信息进行两两对齐处理。其中，每个采集装置可以采集多幅连续的检测目标的图像信息(例如根据用户需求设定时间采集某一段时间内连续的图像信息)或者非连续的检测目标的图像信息，然后将两个采集装置采集的图像信息一一对应进行处理，以便在后续对齐处理工作中从每帧图像信息构造目标矢量，为做动态图像对齐做准备。

102、分别对每一帧图像信息构造目标矢量；目标矢量包括两个目标点。

在采集装置未同步采集的动态图像信息进行对齐处理的过程中，首先对采集装置采集的每帧图像信息构造目标矢量。具体的，以两个采集装置采集检测目标的图像信息为例进行说明；

具体的，在每帧图像信息中(或者该图像信息对应的像空间中)分别选择两个目标点(其中，该目标点可以任意选择，例如选择较清晰的两个点，或者是选择具有预设距离的两个点，预设距离可以任意设置)，然后将两个目标点进行连线，将该连线作为目标矢量；或者，在每帧图像信息中分别选择两个目标特征点(其中，该目标特征点是反映该帧图像特征的点，然后将两个目标特征点进行连线，将该连线作为目标矢量。

具体的，可以根据计算需要和检测目标的运动状态在每帧图像上构建 一个或多个目标矢量。

103、计算每一个目标矢量在其对应的像面上平行投影的长度。

本实施例中，以每帧图像信息构造一个目标矢量为例进行说明。例如，采集装置A(以相机1为例进行说明)和采集装置B(以相机2为例进行说明)分别在预设的时间(例如1分钟)内采集飞行火箭的运动图像(设相机1采集到400张图像，相机2采集到420张图像)；首先默认将相机1的第一张图像和相机2的第二张图像进行预对齐，分别对相机1的第一张图像和相机2的第二张图像构造目标矢量，得到目标矢量a和目标矢量b；然后，根据相机到目标矢量距离和相机测角当量对目标矢量在各自像面的成像长度进行平行投影转换，即可计算得到LA和LB。平行方式适合比较两幅图像的长度大小，为后续比较长度而用。

104、根据平行投影的长度，计算每一个目标矢量在其像面上的倾角；其中，两帧图像预对应的目标矢量在共同像面上形成一条像面交线。

具体的，设目标矢量a在相机1像面上的倾角为θ_A和目标矢量b在相机2像面上的倾角为θ_B，计算倾角的目的是为了后续根据该倾角计算每个目标矢量在像面交线上投影长度。

105、根据倾角，计算每一个目标矢量在像面交线上投影长度，并计算两帧图像预对应的目标矢量的投影长度的投影差。

具体的，像面交线即两个相机分别采集的不同的图像的交线；两幅图像，其分别在各自像面的投影长度和其在像面交线的投影的长度值相同，而对齐的图像的差值为0或者最小，从而根据长度的差值能判断是否对齐，后续就是根据这个差值最小或为0进行判断的。

106、分别调整相面交线在两个相面的倾角，计算多个目标矢量在相面交线的投影差，并比较多个投影差，得到最小投影差；其中，最小投影差对应的两帧图像信息即为对齐的图像信息。

具体的，在计算交线的投影差值后，通过调整倾角使投影差最小；最后根据调整倾角使σL′最小，最小的即为相对齐的图像。(例如，相机1有三张照片，每一张相片的图像中有两个目标点，即一个目标矢量；根据相机1的第一张图像的目标矢量和相机2的第一张图像的目标矢量，可以计算得到一个ΔL′；同理，相机1的第二(或第三)帧图像和相机2的第二帧(或第三)图像也可以得到ΔL′，这三个ΔL′可以算出σL′，然后同理相机1的第一帧图像的目标矢量和相机2的第二帧图像的目标矢量按照上述计算，也能够计算出三个ΔL′，这三个ΔL′可以算出另一个σL′；同理相机1的第一帧和相机2的第三帧等；此时比较得到的多个σL′，得到最小值的σL′对应的两帧图像即为对齐状态；如，相机1(第一帧图像)和相机2(第二帧图像)得到的σL′最小，即相机1(第一帧图像)和相机2(第二帧图像)相对应。

本发明实施例提供的基于目标矢量在像面交线投影差的动态图像对齐方法，与现有技术中的目前对于采集的非同步运动的动态目标，由于其是不同步的图像，故将其进行交会，则会带来较大的误差，不能高精度交会，进而不能准确确定目标图像的空间位置的方案相比，其包括：获取不同的采集装置采集的检测目标的两帧图像信息；分别对每一帧图像信息构造目标矢量；目标矢量包括两个目标点；计算每一个目标矢量在其对应的像面上平行投影的长度；根据平行投影的长度，计算每一个目标矢量在其像面上的倾角；其中，两帧图像预对应的目标矢量在共同像面上形成一条像面交线；根据倾角，计算每一个目标矢量在像面交线上投影长度，并计算两帧图像预对应的目标矢量的投影长度的投影差；调整倾角使投影差最小，并比较多个所述投影差，得到最小所述投影差；其中，最小投影差对应的两帧图像信息即为对齐的图像信息。本发明通过调整倾角，使两帧图像预 对应的目标矢量的投影长度的投影差最小，然后比较多个这样的投影差，得到的最小投影差，该最小投影差对应的两帧图像即为对齐图像，从而使不同步图像同步对齐，以便后续将对齐的两帧图像进行高精度交会，进而能够准确确定目标图像的空间位置。

进一步的，如图2所示，该方法中，分别对每一帧图像信息构造目标矢量之前，还包括：

201、根据检测目标的飞行特征，将两幅图像信息进行预对齐。

具体的，只有将两个采集装置中分别采集的图像进行预对齐才可以进行后续的计算工作。

本实施例中的检测目标是飞行的火箭，系统首先是在采集装置A中选取一帧图像，然后自动根据该检测目标的飞行特征(例如飞行速度，燃烧燃料的情况和飞行轨迹等)，对应的，在采集装置B中选择一帧图像，使该图像与采集装置A中的图像进行预对齐，该中方式的对齐较为准确，能够避免系统随意对齐造成两幅预对齐的图像实际差距很大齐，从而给后续计算工作带来较大困难的问题。

例如，可以使相机1第i帧与相机2第j帧对齐，形成一个数据对，即[S1i，S2j]，后续则根据该数据对进行运算。

进一步的，该方法中，根据检测目标的飞行特征，将两幅图像信息进行预对齐之前，还包括：

202、根据检测目标的运动轨迹，对两幅图像信息进行插值处理。

具体的，为了使采集装置A和采集装置B的两帧图像更精确的对齐，减小数据帧间时间间隔，可以在获取到两帧图像信息时，对两帧图像信息的数据进行插值。

具体的，插值方法可以根据检测目标的运动轨迹进行选择；例如，检 测目标处于匀速运动状态，则选择线性插值方法；若检测目标处于非匀加速运动状态，则可选择抛物线的插值方法。

其中，线性插值方法和抛物线的插值方法为常用的方法，本实施例对此不做具体说明。

进一步的，该方法中，计算每一个目标矢量在其对应的像面上平行投影的长度，包括：

根据采集装置到其对应的每一个目标点的距离和采集装置测角当量，将每一个目标矢量在各自像面的成像长度进行平行投影转换。

具体的，设采集装置A到其对应的每一个目标点的距离分别为RA1和RAT2；采集装置B到其对应的每一个目标点的距离分别为RB1和RBT2，该距离可以系统可以实时获取测量值；

采集装置测角当量为采集装置本身的属性，即不同的相机对应的测角当量不同，根据RA1和RAT2、RB1和RBT2以及两个采集装置的测角当量将每一个目标矢量在各自像面的成像长度进行平行投影转换，即计算目标矢量在其对应的像面上平行投影的长度值，以便后续根据该长度值，为后续比较长度而用，从而能够找到真正对齐的两幅图像。

进一步的，该方法中，不同的采集装置包括采集装置A和采集装置B；根据采集装置到其对应的每一个目标点的距离和采集装置测角当量，将每一个目标矢量在各自像面的成像长度进行平行投影转换，包括：

根据公式：计算采集装置A到其对应的每一个目标点的距离RA1和RAT2，以及采集装置B到其对应的每一个目标点的距离RB1和RBT2；

其中，(X，Y，Z)为目标点坐标，(X_c，Y_c，Z_c)为采集装置坐标；

根据公式计算每一个目标矢量在其对应的像面上平行投影的长度；

其中，e_A和e_B为不同采集装置的测角当量；

(x_A1，y_A1)和(x_AT2，y_AT2)为采集装置A对应的目标矢量的两个目标点在对应像面上的坐标；

(x_B1，y_B1)和(x_BT2，y_BT2)为采集装置B对应的目标矢量的两个目标点在对应像面上的坐标。

进一步的，该方法中，分别对每一帧图像信息构造目标矢量，包括：

1)、在每一帧图像信息中获取两个目标点。

具体的，在每帧图像信息中分别选择两个目标点(其中，该目标点可以任意选择，例如选择较清晰的两个点，或者是选择具有预设距离的两个点，预设距离可以任意设置)，或者，在每帧图像信息中分别选择两个目标特征点(其中，该目标特征点是反映该帧图像特征的点。

2)、将两个目标点的连线作为目标矢量。

具体的，将两个目标点进行连线，将该连线作为目标矢量；或者，将两个目标特征点进行连线，将该连线作为目标矢量。

进一步的，该方法中，根据平行投影的长度，计算每一个目标矢量在其像面上的倾角，包括：

1)读取每一个目标矢量中两个目标点在各自像面内的像面坐标；

2)根据公式计算倾角。

进一步的，该方法中，根据倾角，计算每一个目标矢量在像面交线上投影长度，包括：

根据公式计算投影长度；

其中，θ_AL为像面交线在采集装置A对应的目标矢量的像面中的倾角；θ_BL为像面交线在采集装置B对应的目标矢量的像面中的倾角。

进一步的，该方法中，计算两帧图像预对应的目标矢量的投影长度的投影差，包括：

根据公式ΔL′＝L′_A-L′_B，计算投影差；其中，L’_A为采集装置A的目标矢量在像面交线的投影长度；L’_B为采集装置B的目标矢量在像面交线的投影长度。

二像面交线在各自像面内的倾角计算。投影差最小的交线倾角计算，调整θ_AL和θ_BL，使ΔL′最小或为0，此时的θ_AL和θ_BL即为二像面交线在各自像面内的倾角。

具体的，利用多个目标矢量求交线倾角，通过调整θ_AL和θ_BL使各目标矢量在像面交线投影差的标准差σL′最小或为0，此时的θ_AL和θ_BL即为二像面交线在各自像面内的倾角。

进一步的，该方法中，调整倾角使投影差最小，包括：

1)根据公式计算标准差σL′。

2)调整倾角，使标准差σL′最小；其中，最小标准差σL′对应的两帧图像信息即为对齐的图像信息。

在计算在交线的投影差值后，调整倾角使投影差最小，根据 调整倾角使σL′最小，最小的即为相对齐的图像。

例如，相机1有三帧图像，每一帧图像中有两个目标点，即一个目标矢量；根据相机1的第一帧图像的目标矢量和相机2的第一帧图像的目标矢量，可以计算得到一个ΔL′；同理，相机1的第二(或第三)帧图像和相机2的第二帧(或第三帧)图像也可以得到ΔL′，这三个ΔL′可以算出σL′，然后同理相机1的第一帧图像的目标矢量和相机2的第二帧图像的目标矢量按照上述计算，也能够计算出三个ΔL′，这三个ΔL′可以算出另一个σL′；同理，根据相机1的第一帧图像和相机2的第三帧图像，即可算出第三个σL′；此时，比较得到的这三个σL′，得到的最小值对应的两帧图像即为对齐的图像；如相机1的第一帧图像和相机2的第二帧图像得到的σL′最小，即相机1的第一帧图像和相机2的第二帧图像相为对齐的图像。然后将对齐的运动图像信息进行交会，即将同步图像进行同步对齐处理，从而确定火箭的空间位置。

对齐位置计算。滑动帧(插值后)对齐位置，重复步骤103～步骤106，判断σL′变化趋势，找到不同帧对齐位置的标准差σL′中的最小值σL′*，此时对应的两帧图像对齐位置即为图像对齐或同时状态。其中，固定相机相面固定，相面交线唯一确定，可以将动目标序列在一个画面上叠加，通过目标矢量的交线投影相等关系，确定相面交线，同时找到序列数据对齐关系。

下面结合本实施例说明一下交线投影对齐理论(本实施例中仍然以两台相机(即相机1和相机2)为例进行说明：)

A、交线投影对齐理论

公式推导的过程如下：

首先，将物空间(即相机拍摄的待对齐图像)和相应像空间两目标连线或目标特征点之间的连线分别看作一个空间矢量，称为目标矢量，根据平行投影理论，不考虑缩放关系，考察2台相机目标投影矢量之间的关联关系。

光学成像目标矢量投影关系如图3所示，相机1和相机2测站坐标确定、指向确定，由此两相机像平面P1、P2唯一确定，同一空间目标矢量在2像面P1、P2上的投影向量分别为有：

其中，为2像面P₁、P₂法向量，两像平面相交直线L₀的方向向量 有：

空间向量直接在两像平面相交直线L₀上的投影有：

空间向量在两像平面投影向量在两像平面交直线L₀上的投影有：

将式(3-1)、(3-3)代入(3-5)式，有

比较式(3-4)和式(3-6)、(3-7)，有

即，空间矢量在P1、P2上的投影向量在像平面交线L₀上的投影长度相等，且与空间向量直接在像平面交线L₀上的投影等长，方向相同。

能够形成目标矢量的情况有面目标、多个点目标成像，尤其对于变化的矢量，包括距离变化和角度变化，即可形成动态目标矢量，在两台相机数据交会处理中，交会的数据应为两相机同一时刻拍摄到的同一目标矢量，其在两相机像面的投影关系必然满足此式的投影关系。

B、空间计算和像面计算交线唯一性和同一性分析

A部分讨论的是基于平行投影的目标矢量在像面交线上的投影等长关系。对同一目标矢量成像，在各自像面必然存在一条直线，使各自像面内矢量的成像在其上的投影长度相等，方向相同，由于这两条直线(实际为像面交线)不依赖于目标矢量存在，对其它目标矢量存在同样投影关联关系，即可以在各自像面找到一条直线，使各自像面对应目标矢量成像在其上的投影相等、方向相同，由于其包含方向和长度，根据余弦函数的角度(0，+π)范围内单调，而在平面内直线角度范围也为(0，+π)，因此在各自像面内此直线唯一。这样，不必知道像面的具体光轴指向、像面旋转等参数就可以在各自像面内求取像面交线在其像面内的方向，然后通过此关系考察像面对齐情况。

C、对齐过程距离修正收敛分析

关于预对齐距离使用的有效性，即能否使对齐计算收敛，下面进行简单分析。

对于静止相机，以相机2为基准，假设对齐时目标矢量距离相机1为R_A，因对未齐引起的距离初始误差ΔR₁，同样也存在因未对齐引起的投影角度误差Δθ₁，仅考察相机1，θ_A、θ_B分别为像面1(即相机1对应的目标 矢量的像面)、像面2(即相机2对应的目标矢量的像面)内目标矢量与两像面交线的真实夹角，有：

(R_A+ΔR₁)cos(θ_A+Δθ₁)＝Γ+ΔΓ₁ (3-9)

其中，Γ为对齐时目标矢量在交线上的投影长度，ΔΓ1为因未对齐一起的投影误差，展开有：

(R_A+ΔR₁)cosθ_AcosΔθ₁-(R_A+ΔR₁)sinθ_AsinΔθ₁＝Γ+ΔΓ₁ (3-10)

不是一般性，假设Δθ₁≈0，有cosΔθ₁≈1，sinΔθ₁≈0，R_Acosθ_A＝Γ，式3-10简化为:

ΔR₁cosθ_A≈ΔΓ₁ (3-11)

在对齐计算中，通过滑动帧对齐以调整θ_A和θ_B来平衡抵消ΔΓ₁误差，使投影相对差为零或最小，假设2像面目标矢量投影机算各自分担1/2ΔΓ₁，计算调整后，像面1(即相机1对应的目标矢量的像面)中目标矢量与像面交线夹角为θ_A′,交会计算引起的距离误差为ΔR₁，有

假设R>>ΔR1，可以认为

cosθ_A′≈cosθ_A (3-13)

则式3-20可写成

即再对齐后，因不对齐引起的距离误差会减小为原来的一半，如此反复修正，距离误差越来越小，收敛于真正对齐位置，相机1帧向与相机2真实对齐的方向滑动，直至真正对齐。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各步骤可以用通 用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于目标矢量在像面交线投影差的动态图像对齐方法，其特征在于，包括：

获取不同的采集装置采集的检测目标的两帧图像信息；

分别对每一帧图像信息构造目标矢量；所述目标矢量包括两个目标点；

计算每一个所述目标矢量在其对应的像面上平行投影的长度；

根据所述平行投影的长度，计算每一个所述目标矢量在其像面上的倾角；其中，两帧图像预对应的所述目标矢量在共同像面上形成一条像面交线；

根据所述倾角，计算每一个所述目标矢量在所述像面交线上投影长度，并计算两帧图像预对应的所述目标矢量的投影长度的投影差；

调整所述倾角使所述投影差最小，并比较多个所述投影差，得到最小所述投影差；其中，最小所述投影差对应的两帧图像信息即为对齐的图像信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别对每一帧图像信息构造目标矢量之前，还包括：

根据所述检测目标的飞行特征，将两幅所述图像信息进行预对齐。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述检测目标的飞行特征，将两幅所述图像信息进行预对齐之前，还包括：

根据所述检测目标的运动轨迹，对两幅所述图像信息进行插值处理。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算每一个所述目标矢量在其对应的像面上平行投影的长度，包括：

根据所述采集装置到其对应的每一个目标点的距离和所述采集装置测角当量，将每一个所述目标矢量在各自像面的成像长度进行平行投影转 换。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述不同的采集装置包括采集装置A和采集装置B；所述根据所述采集装置到其对应的每一个目标点的距离和所述采集装置测角当量，将每一个所述目标矢量在各自像面的成像长度进行平行投影转换，包括：

根据公式：计算采集装置A到其对应的每一个所述目标点的距离R_A1和R_AT2，以及采集装置B到其对应的每一个所述目标点的距离R_B1和R_BT2；

其中，(X，Y，Z)为目标点坐标，(X_c，Y_c，Z_c)为采集装置坐标；

根据公式计算每一个所述目标矢量在其对应的像面上平行投影的长度；

其中，e_A和e_B为不同采集装置的测角当量；

(x_A1，y_A1)和(x_AT2，y_AT2)为采集装置A对应的目标矢量的两个目标点在对应像面上的坐标；

(x_B1，y_B1)和(x_BT2，y_BT2)为采集装置B对应的目标矢量的两个目标点在对应像面上的坐标。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分别对每一帧图像信息构造目标矢量，包括：

在每一帧所述图像信息中获取两个目标点；

将两个所述目标点的连线作为目标矢量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述平行投影的长度，计算每一个所述目标矢量在其像面上的倾角，包括：

读取每一个所述目标矢量中两个目标点在各自像面内的像面坐标；

根据公式计算所述倾角。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述倾角，计算每一个所述目标矢量在所述像面交线上投影长度，包括：

根据公式计算所述投影长度；

其中，θ_AL为所述像面交线在采集装置A对应的目标矢量的像面中的倾角；θ_BL为所述像面交线在采集装置B对应的目标矢量的像面中的倾角。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述计算两帧图像预对应的所述目标矢量的投影长度的投影差，包括：

根据公式ΔL'＝L'_A-L'_B，计算所述投影差；其中，L'_A为采集装置A的目标矢量在所述像面交线的投影长度；L'_B为采集装置B的目标矢量在所述像面交线的投影长度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述调整所述倾角使所述投影差最小，包括：

根据公式计算标准差σL′；

调整所述倾角，使所述标准差σL′最小；其中，最小所述标准差σL′对应的两帧图像信息即为对齐的图像信息。