一种输电线路图像与点云的映射数据重构方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种输电线路图像与点云的映射数据的重构方法及系统，包括：通过拍摄装置采集当前图像；获取预先存储的映射数据，所述映射数据包括已建立的参考图像的像素坐标与点云数据的点云空间坐标的映射关系；将所述当前图像与所述参考图像进行比较，判断当前图像是否异常；所述当前图像异常时，对所述拍摄装置进行标定，获得参数信息；根据所述参数信息，对所述映射数据进行重构；该方法能够提升利用当前图像所进行的测距任务的精度，修正测距误差。距误差。距误差。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路图像与点云的映射数据重构方法及系统


[0001]本专利技术涉及数据处理
，尤其涉及一种输电线路图像与点云的映射数据重构方法及系统。

技术介绍

[0002]激光雷达扫描技术是一种新兴的三维数据获取技术，利用搭载在三脚架、汽车、飞机及卫星等不同平台上的激光雷达扫描仪能够快速获取海量点云数据。点云数据中包含了每个点的经纬度坐标、强度、多次回波及颜色等丰富的信息，在测绘、林业、农业及数字城市等领域均有相关应用。
[0003]无人机采集到的可见光二维图片需要经过重建过程才能还原出三维电力场景，其与实际情况间会存在一定偏差。激光雷达点云测绘的技术优势在于它可以精确还原电力场景的空间信息并进行距离测量，而激光雷达点云测绘的缺点在于它不能还原出电力场景中的颜色信息、可视化效果差，利用激光雷达点云数据很难进行精确的电力物体分类。因此，在实际应用中常常将二维图像中的像素与激光点云数据中的点云空间坐标进行对应，针对同一个输电线路现场的图像与点云数据，图像中目标像素坐标可以与目标点的点云数据(目标点的空间坐标)建立映射关系，基于此映射关系可以进行测距任务，例如可以确定与图像中两个目标像素点对应的目标之间在现实世界中的实际距离。
[0004]然而，在拍摄装置因老化、位移等原因导致异常后，拍摄装置将输出异常的图像，原先点云数据与图像之间所建立的映射关系将无法适用于此时异常的图像，利用异常的图像进行测距任务，会出现较大测距误差，测距精度无法保障。专利文献CN102982548A提供一种多目立体视频采集系统及其相机参数标定方法：获取系统中各个相机的内外参数；通过各个相机在同一时刻采集普通场景的多视点图像，对多视点图像进行特征点检测和匹配获取各视点图像间的匹配点；利用相机参数重构获取各视点图像间的匹配点的三维空间点云坐标；根据三维空间点云坐标和相机的内外参数利用稀疏捆集调整优化获得重投影误差，并优化重投影误差和相机的内外参数；根据优化后重投影误差判断是否进行二次优化；以及根据二次优化结果判断是否进行参数的重新标定。但是该方法不能够解决拍摄装置因老化、位移等原因导致异常图像对于点云坐标获取不准确而影响测距任务的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种输电线路图像与点云的映射数据重构方法及系统，能够针能够对已有的映射数据进行调整，重新建立针对当前图像的映射关系，提升利用当前图像所进行的测距任务的精度，修正测距误差。
[0006]一种输电线路图像与点云的映射数据的重构方法，包括：
[0007]通过拍摄装置采集当前图像；
[0008]获取预先存储的映射数据，所述映射数据包括已建立的参考图像的像素坐标与点云数据的点云空间坐标的映射关系；
[0009]将所述当前图像与所述参考图像进行比较，判断当前图像是否异常；
[0010]所述当前图像异常时，对所述拍摄装置进行标定，获得参数信息；
[0011]根据所述参数信息，对所述映射数据进行重构。
[0012]进一步地，将所述当前图像与所述参考图像进行比较，判断当前图像是否异常，包括：
[0013]选取当前图像中的特征点，将当前图像中特征点的像素坐标与参考图像中对应的特征点的像素坐标进行比较，若当前图像中特征点的像素坐标与参考图像中对应的特征点的像素坐标相等，则当前图像为正常，若当前图像中特征点的像素坐标与参考图像中对应的特征点的像素坐标不相等，则确定当前图像为异常图像。
[0014]进一步地，判断当前图像是否异常，还包括：
[0015]计算当前图像中多个特征点的像素坐标与参考图像中对应的多特征点的像素坐标的多组偏移量，若多组偏移量相等，则确定当前图像发生偏移，若多组偏移量不相等，则确定当前图像发生畸变。
[0016]进一步地，所述参数信息包括拍摄装置的内参、外参以及畸变参数。
[0017]进一步地，根据所述参数信息，对所述映射数据进行重构，包括：
[0018]对发生偏移的当前图像，根据所述外参、内参、当前图像中的多个特征点的像素坐标及其对应的点云数据中点云的空间坐标，重构所述映射数据。
[0019]进一步地，根据所述参数信息，对所述映射数据进行重构，包括：
[0020]对发生畸变的当前图像，根据所述内参、外参以及畸变参数，对所述映射数据进行重构。
[0021]进一步地，根据所述内参、外参以及畸变参数，对所述映射数据进行重构，包括：
[0022]根据所述内参和外参，计算点云数据中特征点云的空间坐标对应于正常图像中的正常像素坐标；
[0023]根据所述畸变参数，计算所述正常像素坐标对应于畸变的当前图像中的目标像素坐标；
[0024]根据所述内参、外参、目标像素坐标以及特征点云的空间坐标，重构所述映射数据。
[0025]进一步地，所述畸变参数包括径向形变系数和切向形变系数，所述目标像素坐标通过以下公式进行计算：
[0026][0027]x”＝x'
×
(1+k1×
r2+k2×
r4)+2
×
p1×
x'
×
y'+p2×
(r2+2
×
x
'2
)；
[0028]y”＝y'
×
(1+k1×
r2+k2×
r4)+2
×
p2×
x'
×
y'+p1×
(r2+2
×
y
'2
)；
[0029][0030]其中，r2＝x
'2
+y
'2
，r表示图像物理坐标的扭曲因子，k1、k2是径向形变系数，p1、p2是切向形变系数，u
d
、v
d
为畸变后的当前图像中的像素坐标，u，v为正常图像中的正常像素坐标，x'、y'为相机坐标系到图像坐标系的中间量，x”和y”为畸变位置的坐标，c
x
，c
y
为光轴对
于投影平面坐标中心的偏移量，f
x
和f
y
为拍摄装置的焦距。
[0031]进一步地，计算所述正常像素坐标对应于畸变的当前图像中的目标像素坐标之后，还包括：
[0032]对非整数的目标像素坐标取整。
[0033]一种输电线路图像与点云的映射数据重构系统，包括拍摄装置和服务器，所述服务器包括处理器和存储装置，所述存储装置存储有多条指令，所述处理器用于读取所述多条指令并执行上述的方法。
[0034]本专利技术提供的输电线路图像与点云的映射数据重构方法及系统，至少包括如下有益效果：
[0035]对于拍摄装置采集的当前图像能够进行有效的异常识别，从而根据异常的情况(偏移或者畸变)，对映射数据进行重构，重新建立拍摄装置备所拍摄的当前图像与点云数据之间的映射关系，提升利用当前图像所进行的测距任务的精度，修正测距误差。
附图说明...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电线路图像与点云的映射数据的重构方法，其特征在于，包括：通过拍摄装置采集当前图像；获取预先存储的映射数据，所述映射数据包括已建立的参考图像的像素坐标与点云数据的点云空间坐标的映射关系；将所述当前图像与所述参考图像进行比较，判断当前图像是否异常；所述当前图像异常时，对所述拍摄装置进行标定，获得参数信息；根据所述参数信息，对所述映射数据进行重构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述当前图像与所述参考图像进行比较，判断当前图像是否异常，包括：选取当前图像中的特征点，将当前图像中特征点的像素坐标与参考图像中对应的特征点的像素坐标进行比较，若当前图像中特征点的像素坐标与参考图像中对应的特征点的像素坐标相等，则当前图像为正常，若当前图像中特征点的像素坐标与参考图像中对应的特征点的像素坐标不相等，则确定当前图像为异常图像。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，判断当前图像是否异常，还包括：计算当前图像中多个特征点的像素坐标与参考图像中对应的多特征点的像素坐标的多组偏移量，若多组偏移量相等，则确定当前图像发生偏移，若多组偏移量不相等，则确定当前图像发生畸变。4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述参数信息包括拍摄装置的内参、外参以及畸变参数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述参数信息，对所述映射数据进行重构，包括：对发生偏移的当前图像，根据所述外参、内参、当前图像中的多个特征点的像素坐标及其对应的点云数据中点云的空间坐标，重构所述映射数据。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述参数信息，对所述映射数据进行重构，包括：对发生畸变的当前图像，根据所述内参、外参以及畸变参数，对所述映射数据进行重构。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述内参、外参以及畸变参数，对所述映射数据进行重构，包括：根据所述内参和外参，计算点云数据中特征点云的空间坐标对应于正常图像中的正常像素坐标；根据所述畸变参数，计算所述正常像素坐标对应于畸变的当前图像中的目标像素坐标；根据所述内参、外参、目标像素坐标以及特征点云的空间坐标，重构所述映射数据。8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛锋，戴永东，王茂飞，姚建光，高超，吴奇伟，王神玉，仲坚，张泽，鞠玲，翁蓓蓓，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司双创中心国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：