[发明专利]煤岩地质影像的三维空间坐标定位方法

说明书

本发明涉及地质编录技术领域，具体涉及煤岩地质影像的三维空间坐标定位方法，包括：将两个相对位置信息固定的摄像机平行地安装在转盘上，获取摄像机的相机参数，由两个摄像机分别从两侧拍摄具有重叠的地质图像，根据相机参数进行地质图像的畸变矫正和以相对位置信息解算角方位元素；将两个摄像机所拍摄地质图像进行灰度处理，提取灰度处理后地质图像中预设数量的同名像点并采集其像素坐标；根据相机参数、像素坐标针对每个摄像机采用空间后方交汇法构建共线方程组，计算内方位元素、外方位元素和畸变残差。本发明只需提取一组数据进行计算，减少计算量，并克服无法使用两个光轴中心严格共线的摄像机带来的误差，提高摄影测量的精度和效率。

技术领域

本发明涉及地质编录技术领域，具体涉及煤岩地质影像的三维空间坐标定位方法。

背景技术

煤岩开采是为了将埋在地面中或者地面上的煤炭，在地面下方采掘煤炭过程中，会在地内形成一定尺寸的空间，以供物资运输、通勤或勘探等，因在空间的内壁上会同时展现不同的地质情况，所以，采掘过程需要拍摄形成的煤岩地质空间的图像并进行编录，以及时准确地记录地质信息。在拍摄煤岩地质空间的图像之前，需要对摄像机进行标定，以测算相机的畸变参数，并根据图像解算出位于三维空间中物体的三维几何位置，而三维几何位置与其在图像中对应像点之间的相互关系是由摄像机成像原理决定的，故，需要在拍拍摄后的图像进行相对定位。

目前，针对摄像机的标定，通常是在室内单独布置立体标定架，并在立体标定架上布设多个以预设空间方位分布的物方控制点，从而完成控制场设置，然后拍摄具有多个已知相对坐标的物方控制点的图像，进行摄像机的空间三维坐标标定计算。但是，立体标定架的布设因煤岩地质空间的限制，应用起来非常困难；且选择的物方控制点数量较多，计算量大，导致后续空三解算的算法运行时间长。

发明内容

本发明意在提供一种煤岩地质影像的三维空间坐标定位方法，以解决三维空间坐标标定计算时计算量大的问题。

本方案中的煤岩地质影像的三维空间坐标定位方法，包括以下步骤：

步骤一，将两个相对位置信息固定的摄像机平行地安装在转盘上，获取摄像机的相机参数，由两个摄像机分别从两侧拍摄具有重叠的地质图像，根据相机参数进行地质图像的畸变矫正，根据相对位置信息进行角方位元素解算；

步骤二，将两个摄像机所拍摄地质图像进行灰度处理，采用预设算法提取灰度处理后地质图像中预设数量的同名像点，并采集同名像点的像素坐标；

步骤三，根据相机参数、像素坐标针对每个摄像机采用空间后方交汇法构建共线方程组，计算内方位元素、外方位元素和畸变残差。

本方案的有益效果是：

通过相对位置已知的两个摄像机，缩短后续空三解算算法计算相对位置的运行时间；并且将地质图像进行灰度处理后进行同名像点的提取，相较于原色地质图像，无需针对三基色分别提取三通道像素矩阵，本方案只需提取一组像素矩阵数据进行计算，减少计算量，并能够克服无法使用两个光轴中心严格共线的摄像机带来的误差，提高摄影测量的精度，另外，在拍摄地质图像后，还会再次计算内方位元素，相对于是分别对两个摄像机重新进行标定，防止摄像机在运输过程中因磕碰引起的误差。

进一步，所述步骤二中，对提取到的同名像点进行计数得到计数值，并实时将计数值与预设数量进行对比，当计数值等于预设数量时，停止提取同名像点，当煤壁图像上同名像点提取完成且计数值小于预设数量时，重新进行同名像点的提取。

有益效果是：由于使用算法进行同名像点提取过程中，同名像点的提取数量不极其稳定，当同名像点的提取流程完成时，同名像点的提取数量可能比预设数量大，也可能比预设数量小，所以对提取的同名像点进行计数，并实时判断计数值，避免同名像点的数量太多或者不够。