[发明专利]一种基于无人机的市政工程用土地塌方体积测量方法

权利要求书

1.一种基于无人机的市政工程用土地塌方体积测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

拍摄塌方处多个角度的图像并获取每个图像对应的点云数据；

根据图像上每个点相对于其邻域上各点的灰度梯度方向的差值、灰度梯度幅值的差值以及灰度值的差值，得到该点的选拔特征，根据图像上所有点的选拔特征确定图像的特征点；

确定图像上的所有边缘，选取图像上距离某个特征点最近的设定数量的边缘，将所述设定数量的边缘上所有点的归一化灰度梯度幅值作为该特征点的匹配特征数据集，从而确定图像上所有特征点的匹配特征数据集，其中，归一化灰度梯度幅值为该特征点的匹配特征数据；

根据每个图像上所有特征点的匹配特征数据集，确定不同图像的特征点之间的相似度；

从所有图像中选取一张初始图像作为匹配目标图像，初始图像之外的图像作为待匹配图像，以不同图像的特征点之间的相似度最大为期望，确定匹配目标图像与各个待匹配图像上特征点的最佳配对方式，计算最佳配对方式下匹配目标图像与各个待匹配图像之间的整体相似度，选取与匹配目标图像之间整体相似度最大的待匹配图像作为匹配目标图像的匹配对象，完成对匹配目标图像的匹配；

将最新完成匹配的待匹配图像作为新的匹配目标图像，将未完成匹配的图像作为新的待匹配图像，从新的待匹配图像中确定新的匹配目标图像的匹配对象，重复该确定匹配对象的过程，完成所有图像的匹配；

将相互匹配的图像所对应的点云数据进行融合，完成点云数据的重建，根据点云数据的重建结果进行塌方体积的计算；

所述根据图像上每个点相对于其邻域上各点的灰度梯度方向的差值、灰度梯度幅值的差值以及灰度值的差值，得到该点的选拔特征的具体方法为：

其中，表示第i个图像上第j个点的选拔特征，表示第i个图像上第个点的归一化灰度梯度幅值与其八邻域上第个点的归一化灰度梯度幅值之差，表示第i个图像上第个点的归一化灰度值与其八邻域上第个点的归一化灰度值之差， 表示第i个图像上第个点的灰度梯度方向与其八邻域上第个点的灰度梯度方向之差的归一化值，所述两个灰度梯度方向的差值为这两个灰度梯度方向所在两直线之间的锐角夹角，两个灰度梯度方向的差值的取值范围为[0，]；

将图像上所有点的选拔特征进行从大到小的排序，选择其中前设定数量个点作为该图像的特征点。