基于无人机的双目视觉三维测绘系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于无人机的双目视觉三维测绘系统和方法。该系统以无人机作为载体，利用双目测量装置作为三维测绘的基本单元，通过地面控制无人机在被测物上方飞行，以获得完全覆盖被测物的左右视频图像序列。该方法首先通过对左右视频图像进行特征点提取和特征匹配，并结合左右摄像机参数完成局部三维点云重建；然后，对左摄像机相邻图像进行特征匹配，以确定局部三维点云的对应点，并估计两个三维点云之间坐标变换；最后，将局部三维点云的坐标统一化完成三维测绘。本发明专利技术用双目测量替代传统的激光雷达，用软件算法估算无人机的位姿，具有成本低、适用范围广、操控简单的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于无人机的双目视觉三维测绘系统和方法，本专利技术所属
为测绘遥感及视觉测量
，尤其适用于对道路、楼宇等大型工程基建的三维信息提取。
技术介绍
随着我国经济的飞速发展，公路、铁路、房地产等基础建设规模很大，需要对工程施工开挖的土石方或填埋的土石方进行测绘计算。传统的基于地面人工测绘的方法，测量效率和测量精度受到很大限制。如何利用现代高技术，快速高效、高精度地确定这些基础工程的施工量，对于提高工程的进度、缩短施工周期和降低成本有非常重要的意义。本专利技术“基于无人机的双目视觉三维测绘系统和方法”，是将双目视觉立体测量系统放置在无人机平台上，通过无人机飞行，实现对道路等基础工程等快速立体测绘。该方案也可以用于渣土或者煤渣堆积的监测和管理，以及快速评估某些突发事件的破坏量。由于无人机具有飞行灵活、价格低廉、续航时间长、控制范围大、可重复使用和有效载荷大等优点，采用无人机挂载摄像机代替人工对大型施工场地、渣土或者煤渣或者进行巡查成为新的监管手段。但是传统的航空摄影测绘只能得到二维数字图片，针对这一问题，2015年专利公布号为CN104386249A的中国专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无人机的双目视觉三维测绘系统，包括：无人机、双目测量装置、地面控制中心，其特征在于：无人机(1)包括供电电池组(2)、机载控制单元(3)和WIFI或无线电传模块(4)。供电电池组(2)为无人机(1)上的电子通信和图像采集设备提供必要的电力保障；机载控制单元(3)接收WIFI或无线电传模块(4)从地面控制中心得到的指令；WIFI或无线电传模块(4)除了接收地面控制指令外，还主动向地面控制中心发送拍摄图像；双目测量装置包括带SD卡存储的左摄像机(6)、带SD卡存储的右摄像机(7)、双目支撑机构(8)、固定连接机构(5)。左右摄像机采集无人机飞行过程中的航拍视频图像，右摄像机的视频图像直接存...

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的双目视觉三维测绘系统，包括：无人机、双目测量装置、地面控制中心，其特征在于：无人机(1)包括供电电池组(2)、机载控制单元(3)和WIFI或无线电传模块(4)。供电电池组(2)为无人机(1)上的电子通信和图像采集设备提供必要的电力保障；机载控制单元(3)接收WIFI或无线电传模块(4)从地面控制中心得到的指令；WIFI或无线电传模块(4)除了接收地面控制指令外，还主动向地面控制中心发送拍摄图像；双目测量装置包括带SD卡存储的左摄像机(6)、带SD卡存储的右摄像机(7)、双目支撑机构(8)、固定连接机构(5)。左右摄像机采集无人机飞行过程中的航拍视频图像，右摄像机的视频图像直接存储到对应的SD卡中，左摄像机的视频图像除了存储在SD卡中，还分出一路给WIFI或无线电传模块，传输实时采集图片地面控制中心；双目支撑结构保证两个摄像机在飞行过程中，相对位置和姿态保持恒定，与左右摄像机一起组成双目三维传感器；固定连接机构(5)用于将双目三维传感器固定在无人机上。2.根据权利要求1所述的三维测绘系统，其特征在于：所述的地面控制中心与WIFI或无线电传模块通信(4)，用于控制无人机的飞行高度和飞行轨迹，同时具备控制左右摄像机的存储开始和停止功能。3.根据权利要求1所述的三维测绘系统，其特征在于：所述的左摄像机(6)和右摄像机(7)为相同型号的摄像机具有相同的焦距和分辨率，并且采集图像时同步曝光。4.根据权利要求1所述的三维测绘系统，其特征在于：所述的双目三维传感器为平行配置的双目结构，挂载在无人机的底部。5.根据权利要求1所述的三维测绘系统，所述的双目固定机构和固定连接机构都采用碳纤维材料以减轻整体重量。6.一种基于无人机的双目视觉三维测绘方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1：根据小孔成像模型，确定双目三维传感器的内参数即摄像机焦距f和外部结构参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建立，吕耀文，
申请(专利权)人：王建立，
类型：发明
国别省市：吉林;22