一种倾斜影像匹配筛选方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种倾斜影像匹配筛选方法，涉及航测技术领域，通过计算确定同一条航带相邻轨迹点水平距离和相邻航带轨迹点的水平距离，以一个轨迹点作为椭圆中心，通过同一条航带相邻轨迹点水平距离和相邻航带轨迹点的水平距离分别确定椭圆半轴，构建椭圆的标准方程；通过判断其余轨迹点与椭圆的位置关系进行影像匹配筛选，若轨迹点处于椭圆区域内，则该轨迹点的影像与椭圆中心的轨迹点的影像能构成匹配对。本发明专利技术还提出了一种倾斜影像匹配筛选系统，利用椭圆区域进行筛选，其他影像若在此椭圆区域内就与当前影像构成匹配对，实现对倾斜影像进行匹配的筛选，筛选后可以有效减少影像匹配对的数量，减少后期影像匹配处理时长。长。长。

【技术实现步骤摘要】
一种倾斜影像匹配筛选方法及系统


[0001]本专利技术涉及航测
，特别是涉及一种倾斜影像匹配筛选方法及系统。

技术介绍

[0002]现在利用无人机进行航测，利用拍摄到的影像进行三维重建来生产三维模型的技术方法越来越普及，应用也越来越广泛。随着计算机硬件的性能越来越好，航测拍摄的影像数据量也随之越来越大，拍摄几万张甚至几十万张影像都是常有的事，根据空中三角测量原理，同名点根据影像之间的匹配关系得出，影像匹配通常可通过sift等算法计算，如现有技术公开的一种基于改进SIFT算子的低空多视角遥感影像匹配方法，但由于拍摄的影像很多，如果都通过sift等算法对两两影像逐一匹配，耗时过长而且效率低。根据航测的原理，要求航向和旁向有一定的重叠度，因此只有与拍摄影像所处的位置一定的范围内的影像才会有重叠部分，才会匹配。所以可以通过影像所拍摄记录的轨迹点位置来进行筛选，然后通过sift等算法进行精确匹配，减少影像匹配处理时长。
[0003]传统的常规方法是通过人工排列航带来筛选影像，这样不符合全自动化。此外还有通过计算每张影像在地面上的投影四边形的方式来筛选，但此方法需要已知当前测区的平均地面高度，而当前测区的平均地面高度不一定能获取得到。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决以上至少一种技术缺陷，提供一种倾斜影像匹配筛选方法及系统，旨在对倾斜影像进行匹配的筛选，筛选后可以有效减少影像匹配对的数量，减少后期影像匹配处理时长。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：/>[0006]一种倾斜影像匹配筛选方法，包括以下步骤：
[0007]S1：获取航测轨迹点文件，将所有的轨迹点及其对应的影像信息作为一条数据记录到原始数据列表中；
[0008]S2：根据原始数据列表的轨迹点信息计算每两个轨迹点的水平距离值，构建轨迹映射表；
[0009]S3：采用统计计算直方图的方法，基于轨迹映射表计算同一条航带相邻轨迹点水平距离；
[0010]S4：基于轨迹映射表构建角度列表，计算航带的航向角；
[0011]S5：根据轨迹映射表和同一条航带相邻轨迹点水平距离进行判断，将所有轨迹点区分为不同的航带，构建航带代号列表；
[0012]S6：计算航带代号列表中一条航带代号与另一条航带代号的水平距离，并采用统计计算直方图的方法得到相邻航带轨迹点的水平距离；
[0013]S7：从原始数据列表中读取一个轨迹点，以该轨迹点作为椭圆中心，椭圆的两个半轴的大小分别由同一条航带相邻轨迹点水平距离和相邻航带轨迹点的水平距离确定，得到
该椭圆的标准方程；
[0014]S8：根据椭圆的标准方程对原始数据列表中的其余轨迹点进行计算，得到处于椭圆区域内的轨迹点，处于椭圆区域内的轨迹点的影像与椭圆中心的轨迹点的影像能构成匹配对；
[0015]S9：重复执行步骤S7
‑
S8，直至计算筛选出所有的影像匹配对，将所有的影像匹配对输出，完成倾斜影像匹配筛选过程。
[0016]由于影像匹配通常采用如sift等算法来计算，若不筛选影像需要两两进行匹配，这样形成的影像匹配对的数量庞大，因此，上述方案旨在倾斜影像进行匹配的筛选，筛选之后减少了影像匹配对的数量，减少后期影像匹配处理时长。
[0017]上述方案是对无人机在空中不同位置拍摄到的影像进行匹配筛选的一种方法，其不需要人工对航带进行划分，也不需要获取当前测区的地面高度，只需要影像所记录的轨迹点的位置信息，便可以自动估算出航带的相关信息，在当前影像的轨迹点形成一个椭圆区域，利用这个椭圆区域进行筛选，其他影像若在此椭圆区域内就与当前影像构成匹配对，实现对倾斜影像进行匹配的筛选，筛选后可以有效减少影像匹配对的数量，减少后期影像匹配处理时长。
[0018]其中，步骤S2具体包括以下子步骤：
[0019]S21：从原始数据列表中逐一读取每两个轨迹点信息，计算每两个轨迹点的水平距离值；
[0020]S22：设置距离阈值，判断每两个轨迹点的水平距离值是否大于设定的距离阈值，若是，则计算水平距离值对应的两个轨迹点的角度值；
[0021]S23：对所有水平距离值和角度值向下取整后，将每两个轨迹点信息以及其对应的水平距离值、角度值作为一条记录，构建轨迹映射表。
[0022]其中，步骤S3具体为：逐一读取轨迹映射表中记录的水平距离值，将相同的水平距离值的个数进行累加，得到一个距离直方图并将该距离直方图中个数最多的水平距离值作为同一条航带相邻轨迹点水平距离。
[0023]其中，步骤S4具体包括以下子步骤：
[0024]S41：逐一读取轨迹映射表中记录的水平距离值，判断每个水平距离值与同一条航带相邻轨迹点水平距离值的差值绝对值是否小于设定的阈值，若是，则将水平距离值对应的角度值记录到角度列表中；
[0025]S42：逐一读取角度列表中记录的角度值，将相同角度值的个数进行累加，得到一个角度直方图并将该角度直方图中个数最多的角度作为航带的航向角。
[0026]其中，步骤S5具体包括以下子步骤：
[0027]S51：逐一读取轨迹映射表中记录的水平距离值和角度值，若存在水平距离值与同一条航带相邻轨迹点水平距离值的差值绝对值少于设定的阈值并且该水平距离值对应的角度值与航带的航向角差值绝对值少于设定的阈值的两个轨迹点，则将这两个轨迹点判断为同一个航带；
[0028]S52：构建航带代号列表，以轨迹点作为关键字在航带代号列表中查找，若存在，则将轨迹点记录到同一个航带代号列表的子项上，若不存在，则作为新代号记录到该航带代号列表中；
[0029]S53：重复执行步骤S51
‑
S52，直至将所有轨迹点区分为不同的航带，得到航带代号列表。
[0030]其中，步骤S6具体包括以下子步骤：
[0031]S61：逐一计算航带代号列表中每条航带代号与另一条航带代号的水平距离，即计算一条航带代号的每个轨迹点与另一条航带代号的每个轨迹点两两之间的水平距离值，将所有的水平距离值记录到距离列表中；
[0032]S62：逐一读取距离列表中记录的水平距离值，将相同水平距离值的个数进行累加，得到一个航带水平距离直方图并将该航带水平距离直方图中个数最多的那个水平距离值作为相邻航带轨迹点的水平距离。
[0033]其中，步骤S8具体包括以下步骤：
[0034]S81：将原始数据列表中的其余轨迹点进行逆时针旋转，旋转角度为航带的航向角；
[0035]S82：将旋转后的轨迹点坐标带入椭圆的标准方程中进行计算，其值少于1则代表该轨迹点处于椭圆区域内，处于椭圆区域内的轨迹点的影像与椭圆中心的轨迹点的影像能构成匹配对。
[0036]更具体的，本方案还提供一种倾斜影像匹配筛选系统，用于实现一种倾斜影像匹配筛选方法，具体包括原始数据获取模块、轨迹映射表构建模块、相邻轨迹点水平距离计算模块、航向角计算模块、航带代号列表构建模块、相邻航带本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种倾斜影像匹配筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取航测轨迹点文件，将所有的轨迹点及其对应的影像信息作为一条数据记录到原始数据列表中；S2：根据原始数据列表的轨迹点信息计算每两个轨迹点的水平距离值，构建轨迹映射表；S3：采用统计计算直方图的方法，基于轨迹映射表计算同一条航带相邻轨迹点水平距离；S4：基于轨迹映射表构建角度列表，计算航带的航向角；S5：根据轨迹映射表和同一条航带相邻轨迹点水平距离进行判断，将所有轨迹点区分为不同的航带，构建航带代号列表；S6：计算航带代号列表中一条航带代号与另一条航带代号的水平距离，并采用统计计算直方图的方法得到相邻航带轨迹点的水平距离；S7：从原始数据列表中读取一个轨迹点，以该轨迹点作为椭圆中心，椭圆的两个半轴的大小分别由同一条航带相邻轨迹点水平距离和相邻航带轨迹点的水平距离确定，得到该椭圆的标准方程；S8：根据椭圆的标准方程对原始数据列表中的其余轨迹点进行计算，得到处于椭圆区域内的轨迹点，处于椭圆区域内的轨迹点的影像与椭圆中心的轨迹点的影像能构成匹配对；S9：重复执行步骤S7
‑
S8，直至计算筛选出所有的影像匹配对，将所有的影像匹配对输出，完成倾斜影像匹配筛选过程。2.根据权利要求1所述的一种倾斜影像匹配筛选方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下子步骤：S21：从原始数据列表中逐一读取每两个轨迹点信息，计算每两个轨迹点的水平距离值；S22：设置距离阈值，判断每两个轨迹点的水平距离值是否大于设定的距离阈值，若是，则计算水平距离值对应的两个轨迹点的角度值；S23：对所有水平距离值和角度值向下取整后，将每两个轨迹点信息以及其对应的水平距离值、角度值作为一条记录，构建轨迹映射表。3.根据权利要求2所述的一种倾斜影像匹配筛选方法，其特征在于，步骤S3具体为：逐一读取轨迹映射表中记录的水平距离值，将相同的水平距离值的个数进行累加，得到一个距离直方图并将该距离直方图中个数最多的水平距离值作为同一条航带相邻轨迹点水平距离。4.根据权利要求3所述的一种倾斜影像匹配筛选方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下子步骤：S41：逐一读取轨迹映射表中记录的水平距离值，判断每个水平距离值与同一条航带相邻轨迹点水平距离值的差值绝对值是否小于设定的阈值，若是，则将水平距离值对应的角度值记录到角度列表中；S42：逐一读取角度列表中记录的角度值，将相同角度值的个数进行累加，得到一个角度直方图并将该角度直方图中个数最多的角度作为航带的航向角。
5.根据权利要求4所述的一种倾斜影像匹配筛选方法，其特征在于，步骤S5具体包括以下子步骤：S51：逐一读取轨迹映射表中记录的水平距离值和角度值，若存在水平距离值与同一条航带相邻轨迹点水平距离值的差值绝对值少于设定的阈值并且该水平距离值对应的角度值与航带的航向角差值绝对值少于设定的阈值的两个轨迹点，则将这两个轨迹点判断为同一个航带；S52：构建航带代号列表，以轨迹点作为关键字在航带代号列表中查找，若存在，则将轨迹点记录到同一个航带代号列表的子项上，若不存在，则作为新代号记录到该航带代号列表中；S53：重复执行步骤S51
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S52，直至将所有轨迹点区分为不同的航带，得到航带代号列表。6.根据权利要求5所述的一种倾斜影像匹配筛选方法，其特征在于，步骤S6具体包括以下子步骤：S61：逐一计算航带代号列表中每条航带代号与另一条航带代号的水平距离，即计算一条航带代号的每个轨迹点与另一条航带代号的每个轨迹点两两之间的水平距离值，将所有的水平距离值记录到距离列表中；S62：逐一读取距离列表中记录的水平距离值，将相同水平距离值的个数进行累加，得到一个航带水平距离直方图并将该航带水平距离直方图中个数最多的那个水平距离值作为相邻航带轨迹点的水平距离。7.根据权利要求6所述的一种倾斜影像匹配筛选方法，其特征在于，步骤S8具体包括以下步骤：S81：将原始数据列表中的其余轨迹点进行逆时针旋转，旋转角度为航带的航向角；S82：将旋转后的轨迹点坐标带入椭圆的标准方程中进行计算，其值少于1则代表该轨迹点处于椭圆区域内，处于椭圆区域内的轨迹点的影像与椭圆中心的轨迹点的影像能构成匹配对。8.一种倾斜影像匹配筛选系统，其特征在于，用于实现如权利要求1～7任一项权利要求所述的一种倾斜影像匹配筛选方法，具体包括原始数据获取模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟健，闫志愿，丁永祥，闫少霞，
申请(专利权)人：广州南方卫星导航仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：