[发明专利]基于航向恒定船舶的远海序列光学遥感影像配准方法

权利要求书

1.一种基于航向恒定船舶的远海序列光学遥感影像配准方法，其特征在于，包括：

步骤S1，获取待测遥感影像，对所述待测遥感影像进行船舶检测，获得多艘船舶的航迹信息；

步骤S2，通过阈值分割和外接矩形算法，从所述待测遥感影像提取每艘船舶在每一帧影像中的航向；

步骤S3，根据所述航迹信息计算每艘船舶的目标航迹方向，利用所述目标航迹方向修正所述每艘船舶在每一帧影像中的航向；

步骤S4，计算修正后的每艘船舶在所有帧影像中的航向均值，根据修正后的每艘船舶在每一帧影像中的航向与所述航向均值之差，从所述多艘船舶中确定出航向恒定船舶，得到所述航向恒定船舶的航向；

步骤S5，根据所述航向恒定船舶的航向和所述航迹信息，建立关于影像偏移量的方程组，通过求解所述方程组确定影像帧间偏移量，利用所述影像帧间偏移量对所述待测遥感影像进行配准。

2.根据权利要求1所述的基于航向恒定船舶的远海序列光学遥感影像配准方法，其特征在于，在步骤S1，对所述待测遥感影像进行船舶检测，获得多艘船舶的航迹信息，具体包括：

步骤S11，采用预设的船舶检测算法对所述待测遥感影像进行检测，获得多个目标的外接矩形框，所述外接矩形框的中心为船舶中心；

步骤S12，采用预设的船舶关联算法从所述多个目标的外接矩形框获得多艘船舶的航迹信息。

3.根据权利要求2所述的基于航向恒定船舶的远海序列光学遥感影像配准方法，其特征在于，所述船舶检测算法采用YOLOv4船舶检测算法，所述船舶关联算法采用综合同步轨道序列光学影像时空信息的船舶关联算法。

4.根据权利要求1所述的基于航向恒定船舶的远海序列光学遥感影像配准方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

步骤S21，采用OTSU算法对所述待测遥感影像进行阈值分割形成多帧影像，从所述多帧影像提取包含目标的像素区域；

步骤S22，采用最小外接矩形算法获取所述像素区域的最小外接矩形；

步骤S23，根据所述最小外接矩形的坐标，计算出每艘船舶在每一帧影像中的航向。

5.根据权利要求1所述的基于航向恒定船舶的远海序列光学遥感影像配准方法，其特征在于，在步骤S3，所述每艘船舶的目标航迹方向按照以下公式计算得出：

式中，N为船舶数量；V_i为第i艘船舶的航迹方向；为第i艘船舶在第1帧影像中的水平和竖直坐标信息；为第i艘船舶在第L帧影像中的水平和竖直坐标信息；L为航迹长度。

6.根据权利要求5所述的基于航向恒定船舶的远海序列光学遥感影像配准方法，其特征在于，在步骤S3，按照以下公式修正所述每艘船舶在每一帧影像中的航向：

式中，为第i艘船舶在第j帧影像中的航向；为修正后的第i艘船舶在第j帧影像中的航向。

7.根据权利要求6所述的基于航向恒定船舶的远海序列光学遥感影像配准方法，其特征在于，在步骤S4，按照以下公式从所述多艘船舶中确定出航向恒定船舶：

式中，为修正后的第i艘船舶在所有帧影像中的航向均值；Consis_i为第i艘船舶的状态判定，取值为1表示第i艘船舶为航向恒定船舶，取值为0则表示非航向恒定船舶。