[发明专利]基于多视点图像的结构物表观全景图矫正拼接方法有效

专利信息
申请号: 201910199869.6 申请日: 2019-03-15
公开(公告)号: CN109993696B 公开(公告)日: 2022-11-25
发明(设计)人: 祝志恒;傅金阳;赵炼恒;但汉成;阳军生;巢凌彦 申请(专利权)人: 广州愿托科技有限公司
主分类号: G06T3/40 分类号: G06T3/40;G06T7/33;G06T17/00
代理公司: 北京华清迪源知识产权代理有限公司 11577 代理人: 丁彦峰;贺亚明
地址: 511458 广东省广州市南沙区丰泽*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 基于 视点 图像 结构 表观 全景 矫正 拼接 方法
【说明书】:

基于多视点图像的结构物表观全景图矫正拼接方法,通过多视点方式对目标结构物表面进行影像拍摄,三维重建形成三维重建点云;根据目标结构物外形轮廓,构建经线参数方程和纬线参数方程,使用经线沿纬线扫掠的方式构建出目标结构物表面的三维模型曲面;对三维重建点云和三维模型曲面进行相对位置关系估计;以纬线坐标作为全景图的横坐标,经线坐标作为全景图的纵坐标,根据经线及纬线交点的空间坐标在三维重建相机中的虚拟投影构建影像照片的像素点与矫正后的全景图坐标的对应关系,采用对应关系将影像照片矫正至全景图拼接平面;对矫正后的图像集拼接融合,生成表观全景图。实现结构物非平表面图像的无缝拼接并保持表面物体几何特征的可测量性。

技术领域

发明实施例涉及图像处理技术领域,具体涉及一种基于多视点图像的结构物表观全景图矫正拼接方法。

背景技术

结构物表观检查是结构物健康检测的重要手段,对查清结构物健康状态并进行后续养护维修起基础性作用。对结构物外观进行全面拍照,并制作成全景图,可以便于检测人员从细观层面发现病害或缺陷,并从宏观层面掌握病害的分布情况、形态特征以及统计病害数量,是近年来非常流行的结构物外观检测方法。

现阶段,由于结构物尺寸庞大,单视点拍摄很难反映出结构物的全貌。因此,一般需要移动相机或者结合无人机等载体进行多视点的拍摄。采用相机拍摄的过程中,需要事先对相机进行参数校准,及设定物方参考,还需测定相机的像方参数,灵活性差。而对于表面为非平面的结构物,多视点拍摄的照片很难找到理想的拼接面实现无缝的拼接,即便找到合适的拼接面实现了无缝拼接,也因为近大远小的问题难以实现定量的测量。

发明内容

为此,本发明实施例提供一种基于多视点图像的结构物表观全景图矫正拼接方法,解决表面为非平面的结构物难以进行多视点全景图拼接的问题,实现结构物非平表面图像的无缝拼接并保持表面物体几何特征的可测量性。

为了实现上述目的,本发明实施例提供如下技术方案:基于多视点图像的结构物表观全景图矫正拼接方法,包括以下步骤:

1)通过多视点方式对目标结构物表面进行影像拍摄,获取目标结构物的全覆盖及具有重叠的影像照片;

2)对所述影像照片进行三维重建形成三维重建点云;

3)根据所述目标结构物的外形轮廓,构建经线参数方程和纬线参数方程,使用经线沿纬线扫掠的方式构建出所述目标结构物表面的三维模型曲面;

4)对所述三维重建点云和目标结构物表面的三维模型曲面进行相对位置关系估计;

5)以纬线坐标作为全景图的横坐标,经线坐标作为全景图的纵坐标,根据经线及纬线交点的空间坐标在三维重建相机中的虚拟投影构建所述影像照片的像素点与矫正后的全景图坐标的对应关系,并采用所述对应关系将所述影像照片矫正至全景图拼接平面;

6)对矫正后的图像集进行拼接融合,生成结构物表观全景图。

作为基于多视点图像的结构物表观全景图矫正拼接方法的优选方案,所述影像照片的三维重建结果包含下列信息:

1)目标场景的三维重建点云C:

Ci(xi,yi,zi)∈C,i∈[1,n]

2)影像照片拍摄相机的投影方程:

Pj=Kj·(Rj|tj),j∈[1,m]

3)影像照片拍摄相机的镜头畸变函数:

(x′,y′,1)=Distj(x,y,1),j∈[1,m]

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