[发明专利]一种基于倾斜影像的基坑施工桩排列方法

权利要求书

1.一种基于倾斜影像的基坑施工桩排列方法，其特征在于，包括步骤：采用无人机获取基坑施工区域的倾斜影像；对基坑施工区域的倾斜影像信息预处理，根据倾斜影像现场施工桩的分布的特征匹配数据库中最优施工桩排列矩阵，找出基坑施工区域中需要布设施工桩位置，对预处理后的倾斜影像特征信息与匹配基坑施工区域中需要布设施工桩位置信息进行编码、传输，并进行三维立体显示；

所述倾斜影像包括视频信息、GPS方位信息、拍摄方向角信息、高度信息；所述匹配通过以下方式实现：倾斜影像信息包括视频帧图像像素点信息以及像素点对应的方向角信息、高度信息，形成现场施工桩排列特征矩阵，现场施工桩排列特征矩阵和与数据库中最优施工桩排列矩阵通过一一对应度函数和匹配度函数进行匹配，匹配度函数为F_d和一一对应度函数为F_s表示，

其中，F_d(i,j)＝F_d(d_EU(i,j))，F_s(i,j)＝F_s(d_RV(g_i,g_j))，

d_EU(i,j)是倾斜影像像素i和倾斜影像像素j之间的时空间距，d_RV(g_i,g_j)是倾斜影像像素i和倾斜影像像素j之间差异度测量，g_i、g_j分别表示倾斜影像像素i和倾斜影像像素j的视频信息、GPS方位信息、拍摄方向角信息、高度信息的信息特征集合；倾斜影像像素j为数据库中最优施工桩像素；其中，

匹配度函数表示为：

其中，k_d是经验常量，σ_d是匹配度误差，倾斜影像像素i和倾斜影像像素j的时空间距越远，匹配度函数的值越小；一一对应度函数F_s如下，

其中，k_s是经验值，σ_s是一一对应度误差，r(g_i,g_j)是相关系数，r(g_i,g_j)的值与倾斜影像像素i、倾斜影像像素j两者之间的时空间距正相关，k为常量；若倾斜影像像素i为类心点，倾斜影像像素j为待确认施工桩像素点，则两个倾斜影像加强值为：W_RV(i,j)＝RV(XF_i,YF_j)，其中，RV为加权运算，X是n×p的矩阵，由以倾斜影像像素i为中心的立方体包含的倾斜影像像素点集组成，Y是n×q的矩阵，由以倾斜影像像素j为中心的立方体包含的倾斜影像像素点集组成，F_i是p×p的矩阵，F_j是q×q的矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种基于倾斜影像的基坑施工桩排列方法，其特征在于，所述对基坑施工区域的倾斜影像信息预处理步骤包括对每个视频帧倾斜影像的基坑施工区域图像进行灰度化处理，根据最大类间方差法OSTU进行灰度阈值选取。

3.根据权利要求2所述的一种基于倾斜影像的基坑施工桩排列方法，其特征在于，所述数据库中最优施工桩排列矩阵信息为根据施工桩区域为长方形、正方形、圆形、椭圆形区域进行最优设计。

4.根据权利要求1所述的一种基于倾斜影像的基坑施工桩排列方法，其特征在于，所述采用无人机获取基坑施工区域的倾斜影像还包括无人机型号判断模块，型号判断模块判断确认无人机镜头型号、最大广角、采集速度，根据不同的机型型号以采集不同分辨率的倾斜影像信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于倾斜影像的基坑施工桩排列方法，其特征在于，所述预处理包括对倾斜影像图像信息的滤波去噪，特征提取；以及对倾斜影像图像像素、方位信息的确定。