一种摄影测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及摄影测量技术领域，公开了一种摄影测量方法及装置，通过获取影像信息；对相邻影像进行畸变校正；采用Harris算法对经过畸变校正的相邻影像进行特征点提取；确定相邻影像的控制点，根据控制点对相邻影像进行拼接，并采用等距圆柱投影生成拼接影像；根据相机校准，获取内方位元素；根据空间后方交会公式，计算每幅影像的外方位元素；根据内方位元素、相邻影像的外方位元素和空间前方交会公式，计算地面坐标；根据地面坐标进行测量。计算数据量小，处理简单，精度较高，不需要相机云台进行相机旋转，一次拍摄就可以求出全景中任意可量测点的真三维坐标，生成点云，进而可以进行距离、坡度、面积等测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及摄影测量
，尤其涉及一种摄影测量方法及装置。
技术介绍
通过相机拍摄不同角度有一定重叠度的相片，使用相关算法进行拼接可以生成不同投影下的全景影像，可以提供虚拟漫游功能，为用户提供360°立体体验，也已经广泛应用于各个领域，但这种影像只是由二维相片拼接而成，只是视觉上的三维，不具有量测性。现有技术中的全景可量测技术方案，但大多基于两幅独立全景影像，重叠区域需要做大量控制点进行定向，求解内外方位元素，数据量大，且对一幅全景影像中每个点进行量测需要拍摄至少三幅全景影像，应用起来显然非常不便。也有使用单幅影像进行量测，但需要人工参与做与地面的交线且精度非常差，现有技术中也存在使用双目相机利用相机云台进行量测的技术，但操作显然非常复杂，工作量大。
技术实现思路
本专利技术提供一种摄影测量方法及装置，解决现有技术中全景可测量技术应用不便，数据量大，处理困难，精度差的技术问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种摄影测量方法，包括：获取影像信息，所述影像信息包括至少两幅影像；对相邻影像进行畸变校正；采用Harris算法对经过畸变校正的相邻影像进行特征点提取；确定相邻影像的控制点，根据控制点对相邻影像进行拼接，并采用等距圆柱投影生成拼接影像；根据相机校准信息，获取内方位元素；根据空间后方交会公式，计算每幅影像的外方位元素；根据内方位元素、相邻影像的外方位元素和空间前方交会公式，计算地面坐标；根据地面坐标进行测量。一种摄影测量装置，包括：影像获取模块，用于获取影像信息，所述影像信息包括至少两幅影像；校正模块，用于对相邻影像进行畸变校正；特征点提取模块，用于采用Harris算法对经过畸变校正的相邻影像进行特征点提取；影像拼接模块，用于确定相邻影像的控制点，根据控制点对相邻影像进行拼接，并采用等距圆柱投影生成拼接影像；内方位元素获取模块，用于根据相机校准信息，获取内方位元素；外方位元素计算模块，根据空间后方交会公式，计算每幅影像的外方位元素；地面坐标计算模块，用于根据内方位元素、相邻影像的外方位元素和空间前方交会公式，计算地面坐标；测量模块，用于根据地面坐标进行测量。本专利技术提供一种摄影测量方法及装置，通过获取影像信息；对相邻影像进行畸变校正；采用Harris算法对经过畸变校正的相邻影像进行特征点提取；确定相邻影像的控制点，根据控制点对相邻影像进行拼接，并采用等距圆柱投影生成拼接影像；根据相机校准，获取内方位元素；根据空间后方交会公式，计算每幅影像的外方位元素；根据内方位元素、相邻影像的外方位元素和空间前方交会公式，计算地面坐标；根据地面坐标进行测量。计算数据量小，处理简单，精度较高，不需要相机云台进行相机旋转，一次拍摄就可以求出全景中任意可量测点的真三维坐标，生成点云，进而可以进行距离、坡度、面积等测量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的一种摄影测量方法的流程图；图2为本专利技术实施例的球面模型畸变校正的示意图图3为本专利技术实施例的一种摄影测量装置的结构示意图.具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术实施例中提供了一种摄影测量方法，如图1所示，包括：步骤101、获取影像信息；其中，使用十二个GoPro运动相机组装成一个全景立体相机，水平方向四对双目相机，镜头水平视角120°，垂直视角90°以上，所以水平方向立体相机的视野完全可以覆盖；上下各一对立体相机，视野120°，可覆盖剩下的视野范围，包括天和地。步骤102、对相邻影像进行畸变校正；其中，由于采用GoPro广角鱼眼镜头，存在影像畸变，视角越大远离中心区域的畸变就越大，本步骤可以按照如图2所示的球面模型，进行畸变校正，如图2所示OZ为鱼眼镜头主光轴，XOY平面是成像平面，f是焦距，O(0，0，0)为坐标原点，也是相机中心所处的位置，β为O’OP对应的弧度；Q点为鱼眼镜头的成像点，与之对应的为鱼眼球面切平面上的P点，P′为表示不发生任何畸变的成像点对应在切平面上的点，对应在投影切平面上P’点到图片中心的距离为R，按照如下公式计算出畸变校正之后的像点坐标(x’,y’)，r=x2+y2×d]]>β=rf]]>R＝tanβ×f...

【技术保护点】
一种摄影测量方法，其特征在于，包括：获取影像信息，所述影像信息包括至少两幅影像；对相邻影像进行畸变校正；采用Harris算法对经过畸变校正的相邻影像进行特征点提取；确定相邻影像的控制点，根据控制点对相邻影像进行拼接，并采用等距圆柱投影生成拼接影像；根据相机校准信息，获取内方位元素；根据空间后方交会公式，计算每幅影像的外方位元素；根据内方位元素、相邻影像的外方位元素和空间前方交会公式，计算地面坐标；根据地面坐标进行测量。

【技术特征摘要】
1.一种摄影测量方法，其特征在于，包括：获取影像信息，所述影像信息包括至少两幅影像；对相邻影像进行畸变校正；采用Harris算法对经过畸变校正的相邻影像进行特征点提取；确定相邻影像的控制点，根据控制点对相邻影像进行拼接，并采用等距圆柱投影生成拼接影像；根据相机校准信息，获取内方位元素；根据空间后方交会公式，计算每幅影像的外方位元素；根据内方位元素、相邻影像的外方位元素和空间前方交会公式，计算地面坐标；根据地面坐标进行测量。2.根据权利要求1所述的摄影测量方法，其特征在于，所述获取影像信息的步骤，包括：通过水平设置的4对双摄像机以及上下各一对摄像机，获取360度全景影像信息。3.根据权利要求1所述的摄影测量方法，其特征在于，所述采用Harris算法对经过畸变校正的相邻影像进行特征点提取的步骤，包括：对影像的测光参数进行调整设置，所述测光参数包括颜色、亮度、对比度及饱和度；利用Harris算子，对所述影像进行特征点提取，并进行相邻影像的特征点匹配。4.根据权利要求3所述的摄影测量方法，其特征在于，所述采用等距圆柱投影确定相邻影像的控制点，并根据控制点对相邻影像进行横向拼接，以生成拼接影像的步骤，包括：通过数据拟合算法，对匹配的特征点进行提纯，并计算变换矩阵，以将相邻影像变换到同一坐标系；确定相邻影像的控制点；判定相邻影像在水平或垂直方向的相邻关系，根据所述相邻关系定位影像的位置及控制点，采用等距圆柱投影生成拼接影像。5.根据权利要求1所述的摄影测量方法，其特征在于，所述根据内方位元素、相邻影像的外方位元素和空间前方交会公式，计算地面坐标的步骤，包括：根据相邻影像的外方位元素，计算基线分量；量测像点坐标；根据外方位角元素计算像点坐标对应的像空间辅助坐标；计算点投影系数；根据点投影系数、像空间辅助坐标，计算地面坐标。6.一种摄影测量装置，其特征在于，包括：影像获取模块，用于获取影像信息，所述影像信息包...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鹤，杨军星，邱冬炜，姜浩，赵焰，王柳，王东波，杨军波，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京;11