一种在不同角度下通过阴影确定岩块高度的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种在不同角度下通过阴影确定岩块高度的方法及系统，通过获得光源在多个不同角度的照射下，经岩块顶点投影到地面的角度差，以及获得每个光源照射下，摄像装置在平行于投影平面的平面上进行拍摄获得的岩块图像；基于所述岩块图像，获得检测轮廓图像；对多个检测岩块轮廓、多个检测阴影轮廓进行相关性运算，获得相关轮廓；基于相关轮廓获得阴影长度；基于所述阴影长度和所述角度差，获得岩块高度。可直接根据不同角度下的阴影图像信息确定岩块高度，操作简单、方便就可以检测出岩块的高度，同时检测精度高。且对于不同的场景都可以通过上述方案获得待测物(岩块)的高度，实际适用性强。实际适用性强。实际适用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种在不同角度下通过阴影确定岩块高度的方法及系统


[0001]本专利技术涉及计算机
，具体而言，涉及一种在不同角度下通过阴影确定岩块高度的方法及系统。

技术介绍

[0002]对于人们不容易到达区域，人们往往无法涉足去对岩块、树木等物体的尺寸进行测量。然而获得待测物体的物理参数，对于日常生活、科学研究的各个领域都有着及其重大的意义。例如通过远程监控就可以获得岩块的高度，可以提醒行人、车辆注意岩块，对于地质研究来说，也可以通过预估岩块的高度，来预估岩石的一些研究参数。对于人们未能涉足的区域，可以通过远程获得岩石、树木等物体的尺寸(高度)来为人们提供研究该区域的重要价值。
[0003]随着遥感影像越来越发达，通常可以根据无人机进勘测地形、环境侦查。具体的可以通过无人机对这些地区进行一些遥感影像、光学影像的拍摄，然后采用图像处理的技术获得这些物体的尺寸。随着图像处理技术的发展，图像处理技术被应用于各方各面，例如采用图像处理技术预估物体尺寸的。其主要是通过检测图像中待测物体高度边缘，然后计算出物体的高度。但是这种方式检测精度低。也还有通过对物体进行三维建模来确定物体尺寸、高度的方法，但是这种方式需要大量的矢量信息，需要采集待测物体足够全面的矢量信息才能构建出物体的物理参数，其计算量大工作量繁重，且预估准确性低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供了一种在不同角度下通过阴影确定岩块高度的方法及系统，用以解决现有技术中存在的上述问题。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种在不同角度下通过阴影确定岩块高度的方法，所述方法包括：
[0006]获得光源在多个不同角度的照射下，经岩块顶点投影到地面的角度差，以及获得每个光源照射下，摄像装置在平行于投影平面的平面上进行拍摄获得的岩块图像；其中，岩块图像中包含岩块和阴影；光源在多个不同角度的照射下，对应获得多张岩块图像；
[0007]基于所述岩块图像，获得检测轮廓图像；每张岩块图像对应获得张检测轮廓图像，每张检测轮廓图像包含一个检测岩块轮廓和一个检测阴影轮廓；多张岩块图像对应获得多个检测岩块轮廓和多个检测阴影轮廓；
[0008]对多个检测岩块轮廓、多个检测阴影轮廓进行相关性运算，获得相关轮廓；
[0009]基于相关轮廓获得阴影长度；
[0010]基于所述阴影长度和所述角度差，获得岩块高度。
[0011]可选的，对多个检测岩块轮廓、多个检测阴影轮廓进行相关性运算，获得相关轮廓，包括：
[0012]针对第一检测轮廓图像，将多张检测轮廓图像中区别于第一检测轮廓图像的任意
一张其他的检测轮廓图像与第一检测轮廓图像进行布尔运算，获得相关图像；
[0013]其中，相关图像中含有三个相关轮廓，三个相关轮廓包含相关岩块轮廓、相关第一阴影轮廓和相关第二阴影轮廓；其中，相关岩块轮廓对应第一检测轮廓图像中的检测岩块轮廓，相关第一阴影轮廓对应第一检测轮廓图像中的检测阴影轮廓，相关第二阴影轮廓对应与第一检测轮廓图像进行布尔运算的检测轮廓图像中的检测阴影轮廓。
[0014]可选的，所述基于相关轮廓获得阴影长度，包括：
[0015]在相关图像中的相关轮廓中进行角点检测，获得第一顶点和第二顶点。其中第一顶点表征相关第一阴影轮廓的顶点，第二顶点表征相关第二阴影轮廓的顶点；
[0016]以第一顶点和第二顶点在相关图像中的距离作为阴影长度。
[0017]可选的，所述基于所述阴影长度和所述角度差，获得岩块高度，具体为：
[0018][0019]其中，X表示岩块高度，β表示第一角度，α表示第一角度与第二角度的角度差，l表示阴影长度。
[0020]可选的，在所述基于所述岩块图像，获得检测轮廓图像之前，所述方法还包括：
[0021]对所述岩块图像进行预处理。
[0022]可选的，所述对所述岩块图像进行预处理，包括：
[0023]对所述岩块图像进行平滑处理；
[0024]对进行平滑处理后的岩块图像进行灰度化处理。
[0025]可选的，所述基于所述岩块图像，获得检测轮廓图像，包括：
[0026]通过索贝尔检测算法在岩块图像中进行边缘检测，获得检测轮廓图像；检测轮廓图像中包含两个轮廓；其中，将外轮廓确定为检测阴影轮廓，将包含在外轮廓中的内轮廓确定为检测岩块轮廓。
[0027]可选的，所述光源的照射高度至少有2个。
[0028]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种在不同角度下通过阴影确定岩块高度的系统，所述系统包括：
[0029]获得模块，用于获得光源在多个不同角度的照射下，经岩块顶点投影到地面的角度差，以及获得每个光源照射下，摄像装置在平行于投影平面的平面上进行拍摄获得的岩块图像；其中，岩块图像中包含岩块和阴影；光源在多个不同角度的照射下，对应获得多张岩块图像；
[0030]检测模块，用于基于所述岩块图像，获得检测轮廓图像；每张岩块图像对应获得张检测轮廓图像，每张检测轮廓图像包含一个检测岩块轮廓和一个检测阴影轮廓；多张岩块图像对应获得多个检测岩块轮廓和多个检测阴影轮廓；对多个检测岩块轮廓、多个检测阴影轮廓进行相关性运算，获得相关轮廓；基于相关轮廓获得阴影长度；基于所述阴影长度和所述角度差，获得岩块高度。
[0031]相较于现有技术，本专利技术实施例达到了以下有益效果：
[0032]本专利技术实施例提供了一种在不同角度下通过阴影确定岩块高度的方法及系统，通过获得光源在多个不同角度的照射下，经岩块顶点投影到地面的角度差，以及获得每个光源照射下，摄像装置在平行于投影平面的平面上进行拍摄获得的岩块图像；其中，岩块图像
中包含岩块和阴影；光源在多个不同角度的照射下，对应获得多张岩块图像；基于所述岩块图像，获得检测轮廓图像；每张岩块图像对应获得张检测轮廓图像，每张检测轮廓图像包含一个检测岩块轮廓和一个检测阴影轮廓；多张岩块图像对应获得多个检测岩块轮廓和多个检测阴影轮廓；对多个检测岩块轮廓、多个检测阴影轮廓进行相关性运算，获得相关轮廓；基于相关轮廓获得阴影长度；基于所述阴影长度和所述角度差，获得岩块高度。
[0033]通过采用以上方案，可直接根据不同角度下的阴影图像信息确定岩块高度，操作简单、方便就可以检测出岩块的高度，同时检测精度高。且对于不同的场景都可以通过上述方案获得待测物(岩块)的高度，实际适用性强。
附图说明
[0034]图1是本专利技术实施例提供的一种在不同角度下通过阴影确定岩块高度的方法流程图。
[0035]图2示出了摄像装置与岩块和阴影之间的相对位置关系图。
[0036]图3示出了光源在不同夹角下拍摄的岩块图像，其中，(a)为在光源光线与地面夹角为a时，拍摄获得的岩块图像，(b)为在光源光线与地面夹角为b时，拍摄获得的岩块图像。
[0037]图4为图3中的岩块图像检测得到的轮廓图像，其中，(a)为在光源光线与地面夹角为a时，拍摄获得的岩块图像对应的检测轮廓图像，(b)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在不同角度下通过阴影确定岩块高度的方法，其特征在于，包括：获得光源在多个不同角度的照射下，经岩块顶点投影到地面的角度差，以及获得每个光源照射下，摄像装置在平行于投影平面的平面上进行拍摄获得的岩块图像；其中，岩块图像中包含岩块和阴影；光源在多个不同角度的照射下，对应获得多张岩块图像；基于所述岩块图像，获得检测轮廓图像；每张岩块图像对应获得张检测轮廓图像，每张检测轮廓图像包含一个检测岩块轮廓和一个检测阴影轮廓；多张岩块图像对应获得多个检测岩块轮廓和多个检测阴影轮廓；对多个检测岩块轮廓、多个检测阴影轮廓进行相关性运算，获得相关轮廓；基于相关轮廓获得阴影长度；基于所述阴影长度和所述角度差，获得岩块高度。2.根据权利要求1所述的一种在不同角度下通过阴影确定岩块高度的方法，其特征在于，对多个检测岩块轮廓、多个检测阴影轮廓进行相关性运算，获得相关轮廓，包括：针对第一检测轮廓图像，将多张检测轮廓图像中区别于第一检测轮廓图像的任意一张其他的检测轮廓图像与第一检测轮廓图像进行布尔运算，获得相关图像；其中，相关图像中含有三个相关轮廓，三个相关轮廓包含相关岩块轮廓、相关第一阴影轮廓和相关第二阴影轮廓；其中，相关岩块轮廓对应第一检测轮廓图像中的检测岩块轮廓，相关第一阴影轮廓对应第一检测轮廓图像中的检测阴影轮廓，相关第二阴影轮廓对应与第一检测轮廓图像进行布尔运算的检测轮廓图像中的检测阴影轮廓。3.根据权利要求2所述的一种在不同角度下通过阴影确定岩块高度的方法，其特征在于，所述基于相关轮廓获得阴影长度，包括：在相关图像中的相关轮廓中进行角点检测，获得第一顶点和第二顶点。其中第一顶点表征相关第一阴影轮廓的顶点，第二顶点表征相关第二阴影轮廓的顶点；以第一顶点和第二顶点在相关图像中的距离作为阴影长度。4.根据权利要求3所述的一种在不同角度下通过阴影确定岩块高度的方法，其特征在于，所述基于所述阴影长度和所述角度差，获得岩块高度，具体为：其中，X表示岩块高度，β表示第一角度，α表示第一角度与第二角度的角度差，l表示阴影长度。5.根据权利要求1所述的一种在不同角度下通过阴影确定岩块高度的方法，其特征在于，在所述基于所述岩块图像，获得检测轮廓图像之前，所述方法还包括：对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍宇翔，李远，郝英慧，刘晨曦，张景涛，朱曦，李宏福，黄聪，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：