[实用新型]一种无人机航摄立体成像处理设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及成像设备，具体地说是涉及一种无人机航摄立体成像处理设备。

背景技术

现有的无人机通过光电和数码平台获得空间的二维信息，而后进行判读，该设备采用双目立体视觉技术，实现目标场景的三维再现，并完成对景物的空间定位。光电和数码平台获得的影像可以提取目标的二维信息，但无法得到目标的深度信息。获取影像中的目标的空间立体信息是无人机航摄影像应用的难点问题。

从当前无人机航摄影像处理技术及其处理设备现状来看，主要存在以下几个方面的缺点：

（1）缺少系统性的立体定位处理技术。

多数无人机没有采用立体定位处理技术，仅仅使用获取的像片进行简单的图像判读和分析使用。

（2）缺少实现立体成像处理的设备。

现有的无人机主要采用单传感器对地面进行航摄，每个摄站仅能够获取一幅影像，没有充分利用每个摄站的航摄信息，同时也没有立体成像处理的设备。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种无人机航摄立体成像处理设备，针对无人机航摄像片现有技术和处理方法存在的问题，立足双摄像机无人机航摄处理，重点研究了在无人机上组建双目立体视觉系统的问题，实现了对地面景物的立体定位。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种无人机航摄立体成像处理设备，包括图像捕获模块、摄像机标定模块、图像预处理模块、摄像机内方位标定模块、摄像机外方位标定模块、立体匹配模块和三维重建模块，所述图像捕获模块同时连接摄像机标定模块及图像预处理模块，图像预处理模块输出端连接到立体匹配模块的输入端，立体匹配模块的输出端、摄像机内方位标定模块的输出端，以及摄像机外方位标定模块的输出端同时连接到三位重建模块。

该实用新型进一步具体为：

所述图像捕获模块包括前CCD摄像机、后CCD摄像机、图像采集卡，前CCD摄像机、后CCD摄像机输入端连接到摄像机内方位标定模块，输出端连接到图像采集卡，图像采集卡的输出端连接到图像预处理模块。

所述图像采集卡包括依序连接的低通滤波器、采样保持电路、A/D 转换器、图像存储单元、CPU以及显示器。。

所述图像预处理模块包括图像增强单元、图像恢复单元、噪声平滑滤波单元和几何校正单元，图像采集卡的输出端同时连接到图像增强单元、图像恢复单元、噪声平滑滤波单元和几何校正单元的输入端，图像增强单元、图像恢复单元、噪声平滑滤波单元和几何校正单元的输出端连接到立体匹配模块。

所述立体匹配模块包括依序连接的特征提取单元和特征匹配单元，所述摄像机内方位标定模块包括控制场单元、特征提取单元，以及摄像机内方位元素解算单元，所述前CCD摄像机、后CCD摄像机输入端连接到摄像机内方位标定模块的控制场单元，所述图像预处理模块的图像增强单元、图像恢复单元、噪声平滑滤波单元和几何校正单元的输出端同时连接到立体匹配模块的特征提取单元和摄像机内方位标定模块的特征提取单元，所述摄像机内方位标定模块包括GPS和惯性导航系统、摄像机外方位元素解算单元，所述立体匹配模块的特征匹配单元的输出端、摄像机内方位标定模块的摄像机内方位元素解算单元的输出端，以及摄像机外方位标定模块的摄像机外方位元素解算单元的输出端同时连接到三维重建模块的空间坐标计算单元，所述三维重建单元还包括连接到空间坐标计算单元输出端的深度图生成单元。

本实用新型的优点是：解决了以下技术问题：

1．双目立体视觉模型的创建。

根据双目立体视觉的基本原理，研究出一套适合无人机航摄像片获取立体影像的模型，实现深度信息的提取。

2．摄像机的标定技术。

针对三维重建需要内外方位元素，提出使用控制场标定的方法进行摄像机的内方位元素的标定，提高了标定精度。

3．景物的三维重建技术。

采用基于边缘特征提取的立体匹配方法，实现三维重建。

与现有技术相比具有以下有益效果：

1．操作简单，系统只需很少的人工干预即可实现对目标的三维定位，克服传统处理方法需要大量人工复杂操作的缺点。

2．深度信息精度效果好，基于双目立体视觉的立体定位系统能快速、准确、灵活的对目标进行空间定位，而传统的做法需要大量的地面控制点进行计算。