[发明专利]一种基于倾斜影像的点云快速上色方法

说明书

本发明公开了一种基于倾斜影像的点云快速上色方法，包括以下步骤：采用倾斜摄影技术获取待测物体的图像数据，作为目标图像；采用二阶偏导数算子提取目标图像中的特征点；采用光流恒定原理对特征点进行匹配，重建三维点云；采用S型函数对三维点云进行映射，转换为RGB色彩信息。本发明避免了使用激光探头，使获取激光点云数据的成本大为降低；同时，使用快速特征点检测算法和光流恒定匹配算法极大的降低了三维重建算法的时间和空间复杂度；此外，通过S形函数对三维点云坐标进行映射对点云数据实现了快速上色，提高了后期分类和展现的效率。

技术领域

本发明涉及点运数据处理技术领域，尤其涉及一种基于倾斜影像的点云快速上色方法。

背景技术

目前，在三维重建和测距行业内主流的技术是通过激光雷达获取目标物体的三维坐标信息；激光雷达常常搭载在飞行器上，飞行器在通过待测物体上方时，激光雷达以一定的频率发射电磁波，雷达通过回波数据获取到关于待测物体的点云数据，获取的点云数据属性包括物体在地理世界坐标系中的坐标信息(x，y，z)，以及回波的强度、回波的方向等。

现有技术存在的问题是：激光雷达设备的操作复杂不便于在通用型的业务场景中大面积推广使用；激光探头属于紧密仪，使用成本比较高；激光点云数据量大，因而不便于存储和传输；激光点云数据由于受到扫描频率的限制，不能像图片一样能够获取到待测物体的精细局部特征；激光点云数据不带有任何的颜色信息，不利于后期的应用。

基于点云数据的三维重建、测距和分类等技术已经广泛应用在生产实践中如何高效低成本的获取到高精度的激光点云数据是一个亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于倾斜影像的点云快速上色方法，解决现有技术中的上述问题。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

一种基于倾斜影像的点云快速上色方法，包括以下步骤：

采用倾斜摄影技术获取待测物体的图像数据，作为目标图像；

采用二阶偏导数算子提取目标图像中的特征点；

采用光流恒定原理对特征点进行匹配，重建三维点云；

采用S型函数对三维点云进行映射，转换为RGB色彩信息。

可选的，所述步骤：采用二阶偏导数算子提取图像中的特征点，包括：

以所述目标图像作为数据源进行特征纹理提取，所述特征纹理提取的数学描述如下：

其中：height、width为像素点x,y处邻域窗口的高和宽，gradx、grady为原始图像在横向和纵向上的梯度图像；

结合公式(1)至(5)与梯度图像计算出每个特征点的特征值。

可选的，所述步骤：采用二阶偏导数算子提取目标图像中的特征点中，还包括：

从提取到的特征点中筛选出符合以下条件的特征点：特征值大于预先设定的阈值且位于感兴趣区域内。

可选的，所述步骤：采用光流恒定原理对特征点进行匹配，重建三维点云，包括：

特征点匹配的过程如下：J(x)＝I(x-d)+n(x)，其中n为噪声。

可选的，所述步骤：采用S型函数对三维点云进行映射，转换为RGB色彩信息，包括：

对点云的三个坐标值进行归一化处理，其数学公式描述为：