一种基于长短混合基线的数字摄影测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于长短混合基线的数字摄影测量方法，该测量方法包括：步骤10）进行长短混合基线摄影，获取短基线图像数据和长基线图像数据；步骤20）处理短基线图像数据；步骤30）根据短基线图像数据处理结果，处理长基线图像数据，获得长基线精确三维模型。该基于长短混合基线的数字摄影测量方法可以提高图像匹配准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于长短混合基线的数字摄影测量方法
本专利技术属于数字摄影测量领域，具体来说，涉及一种基于长短混合基线的数字摄影测量方法。
技术介绍
图像匹配是数字摄影测量自动化的核心技术，摄影基线较长的情况下，两幅图像的视角变化幅度也较大，图像之间存在摄影光线差异和目标遮挡现象，导致此类图像的匹配困难(姚国标.倾斜影像匹配关键算法及应用研究[D].中国矿业大学博士论文.2014年5月)。尽管目前自动影像匹配的算法日趋成熟，匹配精度已达像素级，但误匹配与大粗差依然存在，也是不可避免的(曹辉.智能空中三角测量中若干关键技术的研究[D].武汉大学博士学位论文,2013年10月)。为提高图像匹配的准确度，多基线摄影测量通过2张以上图像的核线约束和地面点高程约束解决了匹配中的多余观测问题。王竞雪等将多视影像上提取的特征点投影到不同高程的物方格网平面，利用平面上格网单元来约束候选同名特征点，对多视影像进行选择性匹配，避免部分影像遮挡对匹配的影响(王竞雪.移动高程平面约束的多视影像特征点匹配[J].遥感学报.2012年4月)。多基线图像匹配在提高图像匹配准确度的同时减少了图像特征点的匹配的数量，无法解决密集点匹配的问题。本专利技术结合短基线摄影测量的高匹配率和长基线摄影测量的高精度，通过长短基线相互补充的方法解决目前数字摄影测量中匹配率低的现实问题。
技术实现思路
技术问题：本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于长短混合基线的数字摄影测量方法，以提高图像匹配准确度。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术实施例采用的技术方案是：一种基于长短混合基线的数字摄影测量方法，该测量方法包括：步骤10)进行长短混合基线摄影，获取短基线图像数据和长基线图像数据；步骤20)处理短基线图像数据；步骤30)根据短基线图像数据处理结果，处理长基线图像数据，获得长基线精确三维模型。作为优选例，所述的步骤10)具体包括：步骤101)对被测目标用立体相机在位置T1进行同步摄影，获得第一立体像对，第一立体像对包括图像p1和图像p2，图像p1的摄影中心为S1，图像p2的摄影中心为S2，设基线B1是以S1和S2为端点连接的直线，基线B1为短基线；步骤102)对被测目标用立体相机在位置T2进行同步摄影，获得第二立体像对，第二立体像对包括图像p3和图像p4，图像p3的摄影中心为S3，图像p4的摄影中心为S4，设基线B3是以S3和S4为端点连接的直线，基线B3为短基线；步骤103)选取第一立体像对中的一图像和第二立体像对中的一图像，组成长基线立体像对，以该长基线立体像对中的两张图像的摄影中心为端点，连线为基线B2，基线B2为长基线立体像对的长基线。作为优选例，所述的步骤20)具体包括：步骤201)利用FAST特征点检测算法对图像p1提取图像特征点，获得图像p1上的图像特征点坐标；步骤202)图像匹配：对图像p1上的每一个特征点a1，利用核线约束图像匹配方法，确定过S1、S2和a1的平面，所述平面与p1相交的直线为l1，所述平面与p2相交的直线为l2；在l2上搜索特征点a1的同名像点a2；步骤203)利用数字摄影测量原理计算特征点a1和同名像点a2对应的空间点A的三维坐标(XA、YA、ZA)及其中误差(MX、MY、MZ)；步骤204)将步骤203)计算得到的三维坐标，构成短基线粗模型；步骤205)计算步骤204)得到的短基线粗模型中各点的深度范围：根据空间点的三维坐标及其中误差，以两倍中误差为极限误差，深度误差为εZ＝2MZ，其中，MZ表示步骤203)计算出的各模型点深度方向的中误差；空间点的深度范围为(ZA-εZ,ZA+εZ)；ZA表示步骤203)计算出的深度值；设M1＝ZA-εZ，M2＝ZA+εZ。作为优选例，所述步骤30)具体包括：步骤301)长基线模型核线约束计算：对于图像p2上的特征点a2，利用核线约束图像匹配方法，确定过S2、S3和a2的平面，确定平面与图像p3相交的直线为核线l3；所述的特征点a2为步骤202)中在l2上搜索特征点a1的同名像点a2；步骤302)深度范围约束计算：根据步骤205)确定的空间点的深度范围约束，计算步骤203)中的A点在核线l3上的取值范围m1和m2；步骤303)长基线模型的精匹配：在m1和m2范围内，匹配a2的同名像点a3；步骤304)长基线模型的空间坐标计算：利用步骤203)相同的方法，重新计算长基线模型中特征点a2和同名像点a3对应的空间点A的精确三维坐标(X′AY′AZ′A)；步骤305)通过对图像p2上的每一个特征点进行所述301)—步骤304)计算，将得到的三维坐标构成长基线精模型。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：利用短基线模型视差小光照强度接近的特点，对短基线立体像对进行图像匹配，提高了目前摄影测量中的图像匹配精度；利用短基线的匹配成果和模型精度指导长基线模型的图像匹配，解决目前数字摄影测量中匹配率低的现实问题。本专利技术是一种基于长短混合基线的数字摄影测量方法，对同一位置拍摄的立体像对为短基线立体像对，对短基线立体像对进行图像匹配，计算出三维模型各模型点的测量中误差；再从不同位置(T1、T2)拍摄的像片中选择p2、p3组成长基线立体像对，以短基线图像匹配结果和三维坐标及点位中误差为初始条件，辅助长基线立体像对图像匹配和三维坐标计算，从而提高长基线摄影测量的精度。附图说明图1为本专利技术实施例的流程图；图2为本专利技术实施例的工作原理图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行详细的说明。如图1所示，本专利技术实施例提供一种基于长短混合基线的数字摄影测量方法，该测量方法包括：步骤10)进行长短混合基线摄影，获取短基线图像数据和长基线图像数据；步骤20)处理短基线图像数据；步骤30)根据短基线图像数据处理结果，处理长基线图像数据，获得长基线精确三维模型。如图2所示，上述实施例中，所述的步骤10)具体包括：步骤101)对被测目标用立体相机在位置T1进行同步摄影，获得第一立体像对，第一立体像对包括图像p1和图像p2，图像p1的摄影中心为S1，图像p2的摄影中心为S2，设基线B1是以S1和S2为端点连接的直线，基线B1为短基线；步骤102)对被测目标用立体相机在位置T2进行同步摄影，获得第二立体像对，第二立体像对包括图像p3和图像p4，图像p3的摄影中心为S3，图像p4的摄影中心为S4，设基线B3是以S3和S4为端点连接的直线，基线B3为短基线；步骤103)选取第一立体像对中的一图像和第二立体像对中的一图像，组成长基线立体像对，以该长基线立体像对中的两张图像的摄影中心为端点，连线为基线B2，基线B2为长基线立体像对的长基线。所述的步骤20)具体包括：步骤201)利用FAST特征点检测算法对图像p1提取图像特征点，获得图像p1上的图像特征点坐标；步骤202)图像匹配：对图像p1上的每一个特征点a1，利用核线约束图像匹配方法，确定过S1、S2和a1的平面，所述平面与p1相交的直线为l1，所述平面与p2相交的直线为l2；在l2上搜索特征点a1的同名像点a2；步骤203)利用数字摄影测量原理计算特征点a1和同名像点a2对应的空间点A的三维坐标(XA、YA、ZA)及其中误差(MX、MY、MZ)；数字摄影测量原理为现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于长短混合基线的数字摄影测量方法，其特征在于，该测量方法包括：步骤10)进行长短混合基线摄影，获取短基线图像数据和长基线图像数据；步骤20)处理短基线图像数据；步骤30)根据短基线图像数据处理结果，处理长基线图像数据，获得长基线精确三维模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于长短混合基线的数字摄影测量方法，其特征在于，该测量方法包括：步骤10)进行长短混合基线摄影，获取短基线图像数据和长基线图像数据；步骤20)处理短基线图像数据；步骤30)根据短基线图像数据处理结果，处理长基线图像数据，获得长基线精确三维模型。2.按照权利要求1所述的基于长短混合基线的数字摄影测量方法，其特征在于，所述的步骤10)具体包括：步骤101)对被测目标用立体相机在位置T1进行同步摄影，获得第一立体像对，第一立体像对包括图像p1和图像p2，图像p1的摄影中心为S1，图像p2的摄影中心为S2，设基线B1是以S1和S2为端点连接的直线，基线B1为短基线；步骤102)对被测目标用立体相机在位置T2进行同步摄影，获得第二立体像对，第二立体像对包括图像p3和图像p4，图像p3的摄影中心为S3，图像p4的摄影中心为S4，设基线B3是以S3和S4为端点连接的直线，基线B3为短基线；步骤103)选取第一立体像对中的一图像和第二立体像对中的一图像，组成长基线立体像对，以该长基线立体像对中的两张图像的摄影中心为端点，连线为基线B2，基线B2为长基线立体像对的长基线。3.按照权利要求2所述的基于长短混合基线的数字摄影测量方法，其特征在于，所述的步骤20)具体包括：步骤201)利用FAST特征点检测算法对图像p1提取图像特征点，获得图像p1上的图像特征点坐标；步骤202)图像匹配：对图像p1上的每一个特征点a1，利用核线约束图像匹配方法，确定过S1、S2和a1的平面，所述平面与p1相交的直线为l1，所述平面与...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙月进，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32