[发明专利]适用于平面测量的无人机航拍图像校准方法

说明书

本发明公开了一种适用于平面测量的无人机航拍图像校准方法，首先建立图像校准模型；判断是对任意地图进行校准还是现场航拍校准，如果是对对任意地图进行校准，则完成图像校准后，进行微调完成校准；如果是现场航拍校准，则先进行航拍图像采集，并记录校准参数，然后自动校准，获取初步校准参数；并判断该初步校准参数是否满足要求，如果是，则完成校准；如果否，则进行平面图像纠偏或平面图像快速校准，并在平面图像纠偏或平面图像快速校准后，进行微调完成校准。本发明采用更为简单、明了、快速的图像化操作，实现实时的无人机校准及测量，极大程度的节约了时间成本；可采用快速校准模式，可弥补图像校准的地图盲点问题，大大提高了校准的效率及用户体验。

技术领域

本发明涉及图像校准领域，具体涉及一种适用于平面测量的无人机航拍图像校准方法。

背景技术

传统测绘测量大多借助GPS定位仪或全站仪等专业测量仪器进行实地测量，此类测绘手段虽然精度高，但操作难度高且需要到实地才能完成测量工作，效率较低。

近年来随着无人飞行器技术的发展，越来越多的测量工作开始将无人机航拍技术融入到其中，借助无人机的机动性及智能性，大大提高了测量效率。但目前无人机测量技术的操作仍然需要专业的团队及设备才能开展，不仅技术要求高而且在数据处理速度上有一定的延后性(甚至需要将原始数据发回服务器处理，产生数据泄密风险)，导致众多非专业测绘人员被拒之门外。同时，传统的无人机正射影像测量技术只是用于平面地域，在丘陵及山坡地区，由于地貌的特殊性导致测量结果精度下降，甚至只能得到投影面积，最终结果与实际数据相差甚多。

目前市面上针对航拍图校准的方法主要是：

一、通过在图片中选取若干个已知点，并输入对应已知点地理坐标，进行地理纠偏校准。此方法虽然适用于任何航拍图片，但由于需要提供已知点地理坐标，甚至要用GPS定位仪到已知点实地进行测量获取地理坐标，导致实施过程较为复杂、效率低、技术要求高、用户体验差等不足。

二、通过专业影像测量软件对若干个连续关联图像根据曝光点空三数据进行地理拼接，实现高精度纠偏，此方法可以将若干副航拍图拼接成一整张图片，适用于大面积航拍地图的制作，但由于图像处理需要借助专业软件以及图形工作站，该软件及配套图形工作站不仅售价昂贵，而且图像拼接处理大多需要若干小时才能完成，无法实时实地的得出校准结果，使得效率低下。

发明内容

基于此，针对上述问题，有必要提出一种适用于平面测量的无人机航拍图像校准方法，本发明将传统的地图校准从枯燥的地理坐标冗长的数字中解放出来，取而代之的是更为简单、明了、快速的图像化操作，实现实时的无人机校准及测量，极大程度的节约了时间成本；且可采用快速校准模式，不仅可弥补图像校准的地图盲点问题，大大提高了校准的效率及用户体验；也为无人机测量技术的发展提供了一种新的思路和方向。

本发明的技术方案是：

一种适用于平面测量的无人机航拍图像校准方法，包括以下步骤：

a、利用图像方位角Azimuth、图像比例尺Scale和图像原点Origin三个参数建立图像校准模型；

b、对平面地图图像进行校准或对平面地图进行实地采集及自主校准，获取初步校准结果；

c、如果该初步校准结果为对平面地图图像进行校准的结果，则进入步骤f；如果该初步校准结果为对平面地图进行实地采集及自主校准的结果，则进入步骤d；

d、对初步校准结果进行校准结果验证，通过将校准后的图像叠加到电子地图，查看重叠效果，如果完全或基本重叠或满足测绘需求，则进入步骤f；如果重叠后存在位移，则进入步骤e；

e、进行平面图像纠偏或平面图像快速校准，判断校准结果是否满足要求，如果是，则进入步骤f；如果否，则重新进入步骤d；

f、判断校准结果是否需要微调，如果是，则进入步骤g；如果否，则进入步骤h；