[发明专利]基于无人机航拍序列图像的树木三维重建方法

说明书

技术领域

本专利涉及图像三维重建技术，特别是涉及基于无人机航拍序列图像的三维重建方法。

背景技术

无人机航拍是近年来空间数据获取的重要数据.来源。无人机航拍可以对同一个目标、场景进行多次成像，形成多视角、多位置成像。通过机载高分辨率光学摄像机，无人机航行一次能够获得大量图像序列，这些图像具有高分辨率、高重叠率，并且可以进行量测。应用序列图像三维重建的相关理论和技术，对无人机序列成像的处理，可以获得对地目标的三维模型。

图像三维重建方法的原理是通过摄像机从不同角度获取同一目标的两幅图像，然后利用立体视觉原理，由计算机重建目标的三维形状，恢复出其空间模型。而在航拍图像的三维重建中，由于无人机航拍的抖动、旋转、移动等都会引起航拍相机的震荡，从而使得航拍摄像机的成像模型更加复杂。其中，利用现有图像三维重建方法对树类物体的三维重建，多数只针对树木的骨干结构信息进行建模的，而很少考虑树冠轮廓和内部的纹理细节信息等，往往会导致重建出的树类物体的三维影像失真。此为本发明亟待解决的技术问题。

发明内容

基于现有技术中存在的问题，本发明提出了一种基于无人机航拍序列图像的树木三维重建方法，该完整的三维重建算法，首先通过分水岭分割方法提取树冠的特征区域，然后通过计算RGB颜色空间中的区域相关系数来匹配特征区域并提取匹配特征点对，再结合航拍摄像机的成像模型，通过双目立体视觉原理计算深度信息，最后通过L系统规则构建树木的三维模型。

本发明提出了一种基于无人机航拍序列图像的树木三维重建方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、对无人机航拍获得的两张相邻的树木序列图像，从中分别截取大小相同同一树冠图像一、树冠图像二，用grabcut算法去除背景，仅保留树冠区域；

步骤二、对去除背景的树冠图像一，使用分水岭分割算法做分割，得到明暗区域划分，计算每个分割区域的形心作为在树冠图像一上提取的特征点；

步骤三、计算树冠图像一各特征点在RGB颜色空间下的特征区域与树冠图像二的特征区域的相关系数

c_ij＝Rc_ij+Gc_ij+Bc_ij

其中，Rc_ij，Gc_ij，Bc_ij表示以R、G、B三个分量分别计算区域相关系数；