一种合作靶标水下摄影测量方法技术

本申请涉及海洋测绘技术领域，提供一种合作靶标水下摄影测量方法，包括：基于多帧图像像素分类的特征点定位方法，从多帧水下靶标图像中确定测量特征点区域；其中，所述水下靶标图像包括被测物体与设置于所述被测物体上的合作靶标；基于迭代拟合透射点的标志点中心提取方法，从所述测量特征点区域确定合作靶标的中心点坐标观测值；基于合作靶标几何构型整体约束的靶标识别方法，对所述中心点坐标观测值进行修正，得到所述合作靶标的中心点坐标修正值；引入分层模型对所述中心点坐标修正值进行水下摄影测量解算，得到所述被测物体的几何信息。本申请无需依赖理想的水下条件即可提高水下摄影测量精度。下摄影测量精度。下摄影测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种合作靶标水下摄影测量方法


[0001]本申请涉及海洋测绘
，具体涉及一种一种合作靶标水下摄影测量方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国经济的发展和工程建设水平的提高，出现了诸如深海空间站、跨海桥隧、海洋风电场等大型海洋工程。水下构筑物精密测量和病害检测是其安全运维的关键，要求高精度水下测量技术。将传统摄影测量技术应用于水下构筑物高精度测量将是一种可行的技术途径。摄影测量是利用光学摄影机获取的像片，经过处理以获取被摄物体的形状、大小、位置、特性及其相互关系。其基本原理是建立影像获取瞬间像点与对应物点之间所存在的几何关系。
[0003]水下摄影测量的关键是测量特征点的精确获取及水体折射改正，但现有方法多依赖理想的水下条件，无法保证在水质不利条件下的精度，当前水下摄影测量的精度低。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种合作靶标水下摄影测量方法，提高在水质不利条件下合作靶标的识别和提取精度，从而提高水下摄影测量精度。
[0005]本申请实施例提供一种合作靶标水下摄影测量方法，包括：
[0006]基于多帧图像像素分类的特征点定位方法，从多帧水下靶标图像中确定测量特征点区域；其中，所述水下靶标图像包括被测物体与设置于所述被测物体上的合作靶标；
[0007]基于迭代拟合透射点的标志点中心提取方法，从所述测量特征点区域确定合作靶标的中心点坐标观测值；
[0008]基于合作靶标几何构型整体约束的靶标识别方法，对所述中心点坐标观测值进行修正，得到所述合作靶标的中心点坐标修正值；
[0009]引入分层模型对所述中心点坐标修正值进行水下摄影测量解算，得到所述被测物体的几何信息。
[0010]在一个实施例中，所述基于多帧图像像素分类的特征点定位方法，从多帧水下靶标图像中确定测量特征点区域，包括：
[0011]连续采集多帧水下靶标图像；
[0012]基于灰度频率法对各所述水下靶标图像进行像素分类，得到分类结果；
[0013]根据所述分类结果进行多帧图像融合叠加定位特征点，得到测量特征点区域。
[0014]在一个实施例中，所述基于迭代拟合透射点的标志点中心提取方法，从所述测量特征点区域确定合作靶标的中心点坐标观测值，包括：
[0015]基于所述测量特征点区域获取测量标志的初始轮廓；
[0016]通过迭代拟合透射点，对所述初始轮廓进行标志点轮廓还原，得到目标轮廓；
[0017]基于最远点剔除的最小二乘标志点迭代提取法，对所述目标轮廓进行中心点提取，得到合作靶标的中心点坐标观测值。
[0018]在一个实施例中，所述通过迭代拟合透射点，对所述初始轮廓进行标志点轮廓还原，得到目标轮廓，包括：
[0019]确定所述初始轮廓中的透射点；
[0020]基于所述透射点对所述初始轮廓进行迭代拟合，得到目标轮廓。
[0021]在一个实施例中，所述透射点为波峰点。
[0022]在一个实施例中，所述基于合作靶标几何构型整体约束的靶标识别方法，对所述中心点坐标观测值进行修正，得到所述合作靶标的中心点坐标修正值，包括：
[0023]利用所述中心点坐标修正值与所述合作靶标的设计参数进行编码靶标识别，得到识别结果；
[0024]基于所述识别结果进行点云匹配，评估所述合作靶标的中心点坐标观测值的测量点位提取质量，得到质量评估结果；
[0025]基于所述质量评估结果，通过靶标整体约束修正所述合作靶标的中心点坐标观测值，得到所述合作靶标的中心点坐标修正值。
[0026]在一个实施例中，所述点云匹配的过程采用迭代最近点算法。
[0027]在一个实施例中，所述引入分层模型对所述中心点坐标修正值进行水下摄影测量解算，得到所述被测物体的几何信息，包括：
[0028]引入水体分层模型对所述中心点坐标修正值进行修正，得到修正参数；
[0029]利用所述修正参数进行摄影测量解算，得到所述被测物体的几何信息。
[0030]在一个实施例中，所述摄影测量解算的方法包括空间前方交会与空间后方交会。
[0031]在一个实施例中，所述几何信息包括面积、形状、相对位姿中的至少一项。
[0032]本申请实施例提供的合作靶标水下摄影测量方法，基于多帧图像像素分类的特征点定位方法，从多帧水下靶标图像中确定测量特征点区域，可以提高水质不利条件下合作靶标测量特征点定位鲁棒性和准确性；基于迭代拟合透射点的标志点中心提取方法，从测量特征点区域确定合作靶标的中心点坐标观测值，可以提高水质不利条件下测量特征点中心提取精度；基于合作靶标几何构型整体约束的靶标识别方法，对中心点坐标观测值进行修正，可以提高靶标整体识别精度；引入分层模型对中心点坐标修正值进行水下摄影测量解算，得到被测物体的几何信息，可以提高解算精度。因此，无需依赖理想的水下条件即可提高水下摄影测量精度。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1是本申请实施例提供的合作靶标水下摄影测量方法的流程示意图之一；
[0035]图2是本申请实施例提供的合作靶标水下摄影测量方法的流程示意图之二；
[0036]图3是本申请实施例提供的合作靶标水下摄影测量方法的测量场景示意图之一；
[0037]图4是本申请实施例提供的合作靶标水下摄影测量方法的流程示意图之三；
[0038]图5是本申请实施例提供的合作靶标水下摄影测量方法的流程示意图之四；
[0039]图6是本申请实施例提供的合作靶标水下摄影测量方法的测量场景示意图之二；
[0040]图7是本申请实施例提供的合作靶标水下摄影测量方法的流程示意图之五；
[0041]图8是本申请实施例提供的合作靶标水下摄影测量方法的水下摄影测量技术路线图。
具体实施方式
[0042]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0043]申请人在创造性本申请的过程中，考虑了如下方面：
[0044]水下摄影测量是一种典型多介质摄影测量。对水中物体进行观测时，光线进入相机会在两种介质的分界面发生折射，从而影响成像。这与空气中摄影测量存在较大差异，表现在水体及其杂质、悬浮物等对光的折射、散射和遮挡等问题，导致成像质量差、作用距离短和图像畸变等。
[0045]摄影测量解算需要用到特征点，特征点是图像上具有确定的、明显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合作靶标水下摄影测量方法，其特征在于，包括：基于多帧图像像素分类的特征点定位方法，从多帧水下靶标图像中确定测量特征点区域；其中，所述水下靶标图像包括被测物体与设置于所述被测物体上的合作靶标；基于迭代拟合透射点的标志点中心提取方法，从所述测量特征点区域确定合作靶标的中心点坐标观测值；基于合作靶标几何构型整体约束的靶标识别方法，对所述中心点坐标观测值进行修正，得到所述合作靶标的中心点坐标修正值；引入分层模型对所述中心点坐标修正值进行水下摄影测量解算，得到所述被测物体的几何信息。2.根据权利要求1所述的合作靶标水下摄影测量方法，其特征在于，所述基于多帧图像像素分类的特征点定位方法，从多帧水下靶标图像中确定测量特征点区域，包括：连续采集多帧水下靶标图像；基于灰度频率法对各所述水下靶标图像进行像素分类，得到分类结果；根据所述分类结果进行多帧图像融合叠加定位特征点，得到测量特征点区域。3.根据权利要求1所述的合作靶标水下摄影测量方法，其特征在于，所述基于迭代拟合透射点的标志点中心提取方法，从所述测量特征点区域确定合作靶标的中心点坐标观测值，包括：基于所述测量特征点区域获取测量标志的初始轮廓；通过迭代拟合透射点，对所述初始轮廓进行标志点轮廓还原，得到目标轮廓；基于最远点剔除的最小二乘标志点迭代提取法，对所述目标轮廓进行中心点提取，得到合作靶标的中心点坐标观测值。4.根据权利要求3所述的合作靶标水下摄影测量方法，其特征在于，所述通过迭代拟合透射点，对所述初始轮廓进行标志点轮廓还原，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德津，李清泉，马华川，何莉，田霖，张中元，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：