[發(fā)明專利]一種基于全景影像的危巖落石調(diào)查方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410003283.5
• 申請日: 2014-01-02
• 公開（公告）號: CN103759713A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮光勝;李海亮;高山;曹柏樹;陳世剛;李東黎;劉善勇;岳永興;汪繼峰;陳愛云
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

1.一種基于全景影像的危巖落石調(diào)查方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：?

(1)根據(jù)現(xiàn)有的工程勘察資料確定工程沿線含有危巖落石的區(qū)域作為工點；?

(2)在所述工點布設(shè)控制點，并獲取所述工點的影像；?

(3)拼接所述影像得到所述工點的全景影像；?

(4)全景影像定向：求解所述全景影像在工程坐標系下的單位球心位置及姿態(tài)參數(shù)；?

(5)建立全景影像可量測的三維可視化環(huán)境：建立所述工點的數(shù)字高程模型DEM；依據(jù)所述姿態(tài)參數(shù)及所述單位球心位置繪制單位球；先將所述全景影像映射并繪制到單位球上得到全景單位球，然后將所述數(shù)字高程模型DEM和所述全景影像單位球在三維環(huán)境中繪出，并將視點中心設(shè)置在單位球中心，得到全景影像可量測的三維可視化環(huán)境；?

(6)識別并提取危巖落石信息：基于步驟(5)建立的全景影像可量測的三維可視化環(huán)境識別危巖落石，然后依據(jù)如下的方法提取危巖落石信息：通過所述全景影像可量測的三維可視化環(huán)境中所述全景單位球和所述數(shù)字高程模型DEM間的幾何關(guān)系，解算待測目標點位置；?

(7)提取步驟(6)所識別的各個危巖落石所在位置的橫斷面線，并將危巖落石信息標注于輸出的橫斷面線上。?

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于全景影像的危巖落石調(diào)查方?法，其特征在于所述步驟(2)中控制點均勻分布于工點，其在工程坐標系下的真實坐標(X,Y,Z)，通過無合作目標全站儀進行測量，量測精度高于5cm；利用數(shù)碼成像設(shè)備對所述工點在水平和垂直兩個方向旋轉(zhuǎn)拍攝序列影像，各序列影像間具有20%以上的重疊度，影像分辨率應高于5cm。?

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于全景影像的危巖落石調(diào)查方法，其特征在于所述步驟(4)的具體步驟為：?

(41)依據(jù)所述步驟(2)中布設(shè)的控制點在所述全景影像上的像素坐標(u,v)，通過單位球體的三維結(jié)構(gòu)模擬球面全景影像依據(jù)公式?轉(zhuǎn)換為球面極坐標式中dx為單位球面全景影像的縱向像素數(shù)，dy為球面全景影像的橫向像素數(shù)；?

(42)將所述步驟(41)所得的單位球面的球面極坐標依據(jù)公式?轉(zhuǎn)換為三維直角坐標(x₀,y₀,z₀)；?

(43)根據(jù)所述步驟(2)所設(shè)定的控制點求解所述全景影像的姿態(tài)參數(shù)和單位球心位置(X_c,Y_c,Z_c)，具體方法為：將所述控制點在工程坐標系下的真實坐標(X,Y,Z)、所述步驟(41)所得的控制點在單位球面上的三維直角坐標(x₀,y₀,z₀)及單位球心位置(X_c,Y_c,Z_c)三點共線，得到關(guān)系式式中R為旋轉(zhuǎn)矩陣具體形式為?

將上述關(guān)系式用泰勒級數(shù)展開成線性形式，根據(jù)所述步驟(2)所布設(shè)的三個以上控制點利用最小二乘法求解出全景影像的姿態(tài)參數(shù)和單位球心位置(X_c,Y_c,Z_c)。?

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于全景影像的危巖落石調(diào)查方法，其特征在于所述步驟(5)的具體步驟為：?

(51)建立所述工點區(qū)域的數(shù)字高程模型DEM，所述數(shù)字高程模型DEM通過激光掃描點云或地形圖三維等高線方式內(nèi)插得到；?

(52)建立全景影像可量測的三維可視化環(huán)境：在三維場景中以步驟(4)所得的全景影像單位球心位置(X_c,Y_c,Z_c)為球心，姿態(tài)參數(shù)?為球的姿態(tài)繪制一個單位球，將經(jīng)定向的全景影像映射到所述單位球，得到所述全景單位球；然后將所述數(shù)字高程模型DEM和所述全景影像單位球在三維環(huán)境中繪出，并將視點中心設(shè)置在單位球中心，得到全景影像可量測的三維可視化環(huán)境。?