无人机影像铁路钢轨顶面中心线自动匹配方法组成比例

本发明专利技术属于铁路既有线测绘技术领域，涉及一种无人机影像铁路钢轨顶面中心线自动匹配方法，具体包括影像直线段提取、基于角度距离的影像直线段粗筛选以及基于物方拟合距离的轨顶边缘直线段精匹配等步骤，采用像物方测度结合的方法得到影像钢轨顶面中线的匹配关系，可以达到较高的匹配精度，可以满足后续基于无人机影像的既有线测绘精度要求,实现了与既有线的自动匹配，方便快捷。方便快捷。方便快捷。

【技术实现步骤摘要】
无人机影像铁路钢轨顶面中心线自动匹配方法


[0001]本专利技术涉及无人机测绘
，尤其涉及无人机影像铁路钢轨顶面中心线自动匹配方法。

技术介绍

[0002]既有铁路测绘的核心工作之一是获取轨道中线的高精度三维坐标。随着计算机视觉与摄影测量技术的发展，基于多视图几何原理的非接触式对地定位方法已在基础测绘、工程勘察设计等领域得到了广泛的应用。与此同时，得益于软硬件设备的飞速发展，无人机已成为一种不可或缺的测绘地理信息数据采集平台，具有成本低、机动灵活、影像地面分辨率高(可达到亚厘米级)的优势。通过无人机倾斜摄影方式，可以有效增大影像基高比和交会角，提升多视图几何在高程方向上的定位精度，从而为解决传统航摄立体采集既有线高程精度不足的问题提供了新思路。但是，实现基于无人机影像的既有线高精度测绘工作的前提是获得影像钢轨线的同名映射关系，即实现无人机影像钢轨顶面中线的匹配。传统方法需要人工判读影像钢轨同名直线段，工作强度大，工作效率低。为了进一步提高生产效率，需要研究影像钢轨线的自动匹配问题。然而由于钢轨为一类弱纹理低矮线状地物，其在影像上的特征不显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机影像铁路钢轨顶面中心线自动匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取无人机影像及钢轨顶面中心线的三维坐标初始值；S2、从无人机影像中提取直线段，并对提取的直线段进行筛选；S3、按照预设的段长度值对获取的钢轨顶面中心线进行分段，并将拆分的多段直线段反投影到无人机影像上，基于影像欧式距离进行筛选，得到一组候选影像线；利用反投影线与影像提取线的角度约束，对候选影像线进行再次筛选；S4、将候选影像线投影到物方高程面上，得到一组物方投影直线段，利用物方投影直线段端点进行最小二乘直线拟合，并以两次拟合残差中误差的平均值作为目标函数，将直线段两端点高程值作为待优化变量；求取目标函数的极值，得到各钢轨影像直线段的精确匹配关系；S5、根据各钢轨影像直线段的精确匹配关系，计算钢轨影像顶面中线，将计算得出钢轨影像顶面中线与获取的钢轨顶面中心线，进行同名对应，完成匹配。2.根据权利要求1所述的无人机影像铁路钢轨顶面中心线自动匹配方法，其特征在于，在S2中，从无人机影像中提取直线段，并对提取的直线段进行筛选，包括以下步骤：S201、采用LSD算法从影像上提取直线段；S202、按照预设阈值，对提取的直线段进行筛选，将大于预设阈值的直线段。3.根据权利要求1所述的无人机影像铁路钢轨顶面中心线自动匹配方法，其特征在于，在S3中，所述按照预设的段长度值对获取的钢轨顶面中心线进行分段时，包括对获取的钢轨顶面中心线的直线部分进行分段时，段长度值为10~15m，对钢轨顶面中心线的曲线部分进行分段时，段长度值为5~10m。4.根据权利要求1所述的无人机影像铁路钢轨顶面中心线自动匹配方法，其特征在于，在S3中，所述基于影像欧式距离进行筛选，得到一组候选影像线时，包括以下步骤：对于某段钢轨线R，利用POS辅助平差后的影像外方位元素和相机内参数将其反投影到无人机影像上，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：王广帅，邓继伟，高文峰，赵海，张冠军，王凯，马帅，高帅，张英杰，聂虎啸，张文腾，岳亮，葛玉辉，赵罗明，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，
类型：发明
国别省市：