【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程测绘和目标识别领域，具体涉及一种时空联动的工程地质调绘方法、系统和存储介质。
技术介绍
1、低等级道路勘察设计、养护等的工期、质量和成本矛盾相对于高等级公路更加突出。
2、要解决这些问题，是一个非常庞大、超级复杂的系统，必须分期、分级、逐点分步突破。在此思路上，本方案主要解决既有公路的改扩建现场视频信息的收集和展示的问题。公路行业的勘测手段已经取得了较长足的进步，引入了卫星遥感、低空摄影、insar及机载lidar等一系列先进技术，推动现代公路勘测技术不断进步。但这些先进技术和设备仍然无法替代勘察设计人员的现场调查工作，部分工作目前还只能作为参考，现场的调查资料仍然是非常重要的设计基础资料。
3、目前现场调查仍然是以纸笔记录为主，部分单位已经慢慢向外业数字调绘方向转变，但仍然只是单点记录、拍照、录视频、测量的方式，对于公路等路线工程来说，单点断续的记录，不但不利于构建整体线路的模型，也不利于专家团队和未到过现场的技术人员建立起整体概念。采用时间线统筹记录的调绘信息，包括了随时间不同而不同的空间位置、空间形态及音视频展示，可以大大增强参建团队的现场真实场景感觉，减少现场踏勘，来回跑路所浪费的时间、精力和成本，从而让设计人员能更好的聚焦需要处治和设计的点，更好的保证勘察设计质量和设计工期。因此，有必要提出一种时空联动的工程地质调绘方法和系统。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种时空联动的工程地质调绘方法，该方法包括：
3、步骤2，将雷达回波信号，根据多目标回波模型m，多普勒频移分解为多个单目标信号；
4、步骤3，计算每个单目标信号在多目摄像头图像平面的投影位置；提取所述多目摄像头中的每个摄像头下对应目标的图像块；计算每个图像块的深度信息，并与分解得到的所述单目标信号中的原始点云数据进行配准，得到各个目标的三维点云；
5、步骤4，定义目标识别任务，标签为每个目标的真实类别；基于多个摄像头下对应目标的不同视角图像，进行融合识别，判断该目标的类别；
6、步骤5，构建正则化经验风险损失函数，包含分类损失和视角一致性约束；
7、步骤6，训练目标识别模型，以最小化损失函数，直至训练结束；
8、步骤7，通过训练后的所述目标识别模型对新采集的目标场景数据进行多视角目标识别，将识别结果连同所述多目摄像头拍摄的图像、拍摄时间和拍摄时的定位信息聚合生成最终测绘文件，并输出。
9、特别地，所述步骤2中多目标回波模型m具体如下：
10、
11、其中，an表示第n个目标的幅度，vn表示第n个目标的径向速度，c表示光速，f0表示雷达的载波频率，t表示雷达回波时间，pri表示脉冲重复间隔，τn表示第n个目标的延迟；μ表示调频率，表示第n个目标的复目标函数，描述目标的散射特性；该雷达回波信号模型表示了多个移动目标的综合回波，根据其中移动目标运动引起的多普勒频移，将回波信号分解为多个单目标信号。
12、特别地，所述步骤3中具体包括：对每一个分解出的单目标回波信号，根据其距离和方向角信息，计算它在各个摄像头图像平面上的投影位置；将每个摄像头图像中，与单目标回波对应的各个图像区域进行关联；根据雷达回波的参数，在各个摄像头图像上筛选出对应同一目标的图像块。
13、特别地，所述步骤4中具体包括：根据目标识别任务的实际需求，确定需要识别的目标类别，对每个目标类别的分类准确性、定位准确性进行联合检测；
14、获取包含不同类别目标的图像或视频数据；对采集的目标场景数据进行进行目标检测框标注和类别标签标注；
15、为每个图像块分别提取特征或者提取多尺度或多模态特征；将不同视角下提取的图像块特征拼接成更长的特征向量或者学习多个视角特征的新表示，得到融合特征；使用融合特征训练目标分类模型。
16、特别地，所述目标识别任务包括：地质体、道路、标识和生态识别；对每个目标类别的分类准确性、定位准确性进行联合检测包括，按下式计算联合检测参数map：
17、
18、其中，map是用于表示定位准确率和分类准确率的联合检测参数，其中，l*、r*为目标检测框的左右坐标，l、r为地面真值框的左右坐标，t*、b*为目标检测框的上下坐标，t、b为目标真值框的上下坐标；表示目标检测的定位准确率，计算的是目标检测框和地面真值框的重合面积比例，反映了目标检测框对目标位置的定位精度；中d是目标检测框，dgt是地面真值框；是表示单个目标检测框和地面真值框之间的交并比，ρ表示地面真值框的中心点坐标，c表示目标检测框的中心点坐标，|ρ-c|2表示目标检测框中心点和地面真值框中心点之间距离的平方，表示单个目标检测框与地面真值框之间的分类准确率，其中iou是检测结果和真值的整体交并比指标；通过检测结果和真值的整体交并比指标iou、单个目标检测框和地面真值框之间的交并比及中心点之间距离来表示单个目标框的分类准确度，β表示分类准确度调节系数，其大于0；λ表示用于调节定位准确率和分类准确率的权重因子。
19、特别地，所述步骤5中，所述损失函数包括：其中l(θ)表示模型参数θ的损失函数；m表示训练样本个数，hθ(xi)表示模型对第i个样本xi的预测输出；yi表示第i个样本xi的真实标签；α表示正则化参数，用于控制正则化强度；h(v)为正则项，其取值为θ的l1范数或l2范数。
20、特别地，所述步骤7中，利用时间空间表串联所有的操作、数据采集动作、采集的数据、采集数据时的空间位置。
21、特别地，步骤7中通过时空数据库将音视频、图片、las数据与gis平面位置建立起同步链接，通过事件的时间线得到空间位置变化和相应的影音像及三维数据；或者通过鼠标或其他定点设备选择路线上的空间。
22、本专利技术还提出了一种时空联动的工程地质调绘系统，该系统包括：采集多视角图像数据和回波信号模块，用于在无人机或车载平台上，安装多目摄像头和雷达，对目标场景进行采集，分别获取多视角图像数据和雷达回波信号；
23、多目标分解模块，用于将雷达回波信号，根据多目标回波模型m，多普勒频移分解为多个单目标信号；
24、目标图像点云配准模块，用于计算每个单目标信号在多目摄像头图像平面的投影位置；提取所述多目摄像头中的每个摄像头下对应目标的图像块；计算每个图像块的深度信息，并与分解得到的所述单目标信号中的原始点云数据进行配准，得到各个目标的三维点云；
25、目标类别识别模块，用于定义目标识别任务，标签为每个目标的真实类别；基于多个摄像头下对应目标的不同视角图像，进行融合识别，判断该目标的类别；
26、损失函数构建模块，用于构建正则化经验风险损失函数，包含分类损失和视角一致性约束；
27、目标本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种时空联动的工程地质调绘方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的时空联动的工程地质调绘方法，其特征在于，所述步骤2中多目标回波模型M具体如下：
3.如权利要求1所述的时空联动的工程地质调绘方法，其特征在于，所述步骤3中具体包括：对每一个分解出的单目标回波信号，根据其距离和方向角信息，计算它在各个摄像头图像平面上的投影位置；将每个摄像头图像中，与单目标回波对应的各个图像区域进行关联；根据雷达回波的参数，在各个摄像头图像上筛选出对应同一目标的图像块。
4.如权利要求1所述的时空联动的工程地质调绘方法，其特征在于，所述步骤4中具体包括：根据目标识别任务的实际需求，确定需要识别的目标类别，对每个目标类别的分类准确性、定位准确性进行联合检测；
5.如权利要求4所述的时空联动的工程地质调绘方法，其特征在于，所述目标识别任务包括：地质体、道路、标识和生态识别；对每个目标类别的分类准确性、定位准确性进行联合检测包括，按下式计算联合检测参数mAP：
6.如权利要求1所述的时空联动的工程地质调绘方法，其特征在于，所述步骤5中，
7.如权利要求1所述的时空联动的工程地质调绘方法，其特征在于，所述步骤7中，利用时间空间表串联所有的操作、数据采集动作、采集的数据、采集数据时的空间位置。
8.如权利要求7所述的时空联动的工程地质调绘方法，其特征在于，步骤7中通过时空数据库将音视频、图片、LAS数据与GIS平面位置建立起同步链接，通过事件的时间线得到空间位置变化和相应的影音像及三维数据；或者通过鼠标或其他定点设备选择路线上的空间。
9.一种时空联动的工程地质调绘系统，其特征在于，该系统包括：采集多视角图像数据和回波信号模块，用于在无人机或车载平台上，安装多目摄像头和雷达，对目标场景进行采集，分别获取多视角图像数据和雷达回波信号；
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的时空联动的工程地质调绘方法。
...【技术特征摘要】
1.一种时空联动的工程地质调绘方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的时空联动的工程地质调绘方法，其特征在于，所述步骤2中多目标回波模型m具体如下：
3.如权利要求1所述的时空联动的工程地质调绘方法，其特征在于，所述步骤3中具体包括：对每一个分解出的单目标回波信号，根据其距离和方向角信息，计算它在各个摄像头图像平面上的投影位置；将每个摄像头图像中，与单目标回波对应的各个图像区域进行关联；根据雷达回波的参数，在各个摄像头图像上筛选出对应同一目标的图像块。
4.如权利要求1所述的时空联动的工程地质调绘方法，其特征在于，所述步骤4中具体包括：根据目标识别任务的实际需求，确定需要识别的目标类别，对每个目标类别的分类准确性、定位准确性进行联合检测；
5.如权利要求4所述的时空联动的工程地质调绘方法，其特征在于，所述目标识别任务包括：地质体、道路、标识和生态识别；对每个目标类别的分类准确性、定位准确性进行联合检测包括，按下式计算联合检测参数map：
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【专利技术属性】
技术研发人员：魏安辉，牟琦，邵江，张磊，马文涛，任俊谦，赵海松，刘道川，徐先觉，梁苗，黎俊麟，
申请(专利权)人：四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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