[發明專利]一種基于無人機遙感圖像機載一體化快速處理系統和方法

在審

• 申請號: 201710201628.1
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN107742276A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 彭晨光
• 申請（專利權）人: 蘇州星宇測繪科技有限公司
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T5/00;G06T7/33;G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于無人機遙感圖像機載一體化快速處理系統和方法，其特征在于：包括航線設計、圖像拼接和智能解譯；

航線設計，包括航線參數設定、航線規劃設計以及進行地圖配置，其作用是針對航空攝影的任務和面積，規劃如何實現任務要求的技術指標，并實現航攝面積的完整覆蓋，無人機航攝作業流程主要由前期的地圖配置和參數設計以及現場的航線設計三部分組成；

圖像拼接，包括圖像處理、自動排航帶網、同名點自動匹配和快速拼接這四個方面，可對航攝所采集到的圖片信息進行去噪糾正處理以及快速自動的拼接處理；

智能解譯，基于E-cognition軟件，利用面向對象思想建立多尺度數據聯合解譯模型，來完成無人機圖像的智能化解譯。

2.根據權利要求1所述的基于無人機遙感圖像機載一體化快速處理系統和方法，其特征在于：所述航線參數設定，取決于DOM和DLG在比例尺上的制圖要求，在攝影規劃中主要考慮攝影比例尺、航高、基線長等，理論上要求航攝分辨率應當優于成圖的分辨率，設地面分辨率為GR，焦距為f，相機尺寸為μ，則航高計算公式為

H＝f*GR/μ(1)

航線布設主要依據拍攝區域的范圍設計航線間隔和航線數，而這些都在較大程度上取決于基線b，計算公式如下

b＝(1-Q)*1*GR(2)

式中，Q為重疊度，1為圖像寬。

3.根據權利要求1所述的基于無人機遙感圖像機載一體化快速處理系統和方法，其特征在于：所述航線規劃設計，飛行控制的電子地圖默認系統為WGS-84坐標系，因此航線設計模塊也在WGS-84坐標系下完成，該模塊采用ArcGIS+Python二次開發的模式完成，首先在電子地圖上獲取飛行區域的4個角點或者面狀區域作為該模塊的輸入，然后做外接矩形來滿足正南北或正東西的飛行方向需要，并做相應的緩沖區來預防飛行區域的遺漏，最后基于第一步所得的參數計算旁向間隔、航向間隔、起飛點坐標等一系列飛行參數，并根據飛行區域的地面高差、風向等環境因素設置航線，將上述所生成的外接矩形、緩沖區和航線以及相應區域的SRTM數據導入電子地圖中可直觀地分析飛行參數的合理性和飛行軌跡的正確性，從而確定其規劃航線。

4.根據權利要求1所述的基于無人機遙感圖像機載一體化快速處理系統和方法，其特征在于：所述地圖配置，基于外接矩形可以得到具有一定緩沖距離的緩沖區，導入電子地圖中，通過截取相應圖片作為UP30系統航線設計的底圖，并導入到底圖配置模塊中，則可迅速完成基于4個角點的圖像坐標和地理坐標的地圖配置工作。

5.根據權利要求1所述的基于無人機遙感圖像機載一體化快速處理系統和方法，其特征在于：所述圖像處理包括圖像預處理和幾何校正兩部分，所述圖像預處理包括圖像去噪、投影變換和灰度修正。

6.根據權利要求5所述的基于無人機遙感圖像機載一體化快速處理系統和方法，其特征在于：所述圖像去噪，可對由于系統內外干擾所造成的噪聲通過空間域中值濾波和頻率高斯高頻濾波相結合的方式進行去噪處理。

7.根據權利要求5所述的基于無人機遙感圖像機載一體化快速處理系統和方法，其特征在于：所述灰度修正，可通過歸一化算法來進行修正，具體步驟如下

第一步：計算圖像灰度的均值μ與方差σ2

其中，(M，N)為圖像尺寸，f(i，j)為圖像在坐標(i，j)處的灰度或亮度值；

第二步：對原始圖像進行灰度歸一化

(5)

其中，f’(x，y)為歸一化后的圖像灰度，f(x，y)、μ、σ為原始圖像的灰度、均值和標準值；

第三步：對歸一化后的圖像進行灰度拉伸和對比度增強

其中，f“(x，y)為最終生成的圖像在坐標(x，y)處的灰度或亮度值，max(f’)、min(f’)分別為圖像f’的最大值和最小值，M為計算機所能表示的最大值。

8.根據權利要求1所述的基于無人機遙感圖像機載一體化快速處理系統和方法，其特征在于：所述自動排行帶網，通過對相鄰航帶照片的對比觀察，航帶之間存在不同順序排列的差異，也存在著不同的成像方向的差異，產生的原因是相鄰航帶間的飛行方向剛好相反，因此可將無人機的POS數據作為該模塊的輸入值，依據相應照片的位置信息自動進行航帶的生成，并將偶數的航線所對應的圖像統一進行翻轉處理，便完成了航帶的自動排列。