[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

技術領域

本發明涉及一種遙感圖像處理系統，具體地說是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。

背景技術

隨著經濟建設的迅速發展和地理國情監測的提出，亟需大力發展地理國情信息實時獲取和快速處理的技術體系。相對于傳統的工程測量而言，以衛星、大飛機為搭載平臺的遙感和航空攝影技術可以快速獲取大范圍的地理國情信息，能夠在國家基本地形圖的測制和更新中發揮著重要的作用。而隨著無人機技術投入民用領域，以及數碼相機技術的快速發展，無人機與遙感技術相結合形成的無人機遙感一體化系統成為目前地理國情監測領域的一個重要發展方向。因其具有機動、快速、經濟等優點，這使得該系統在小區域測繪和應急數據獲取等方面有著獨特的優勢。但是，與傳統的攝影測量相比而言，無人機低空遙感的應用仍處于起步階段，在產品市場化和應用工程化方面存在很大的不足，尤其是在應急情況下無人機的快速反應和一體化快速處理方面仍存在著許多問題。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供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。

本發明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，包括：

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，該模塊主要采用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，最后基于所得到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；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，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；

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，圖像處理包括圖像預處理和幾何校正兩部分，圖像預處理包括圖像去噪、投影變換和灰度修正圖像去噪，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，灰度修正可通過歸一化算法來進行修正；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；同名點自動匹配，針對無人機旋轉變形大、幅寬小的特點，采用經典的SIFT算法進行匹配，通過建立圖像的多尺度金字塔，基于尺度空間突變找到不依賴于目標尺度的特征點，并利用圖像局部區域像素梯度統計直方圖及梯度方向構造特征向量來進行匹配；快速拼接，通過得到的匹配特征點集提取出面向圖像拼接的關鍵幀，然后建立無人機航拍序列圖像帶拼接幀的相交區域中心點的卡爾曼濾波器，以此對特征搜索區域進行精準預測來達到快速拼接的目的；

智能解譯，通過多尺度分割構建一個與實際地物相對應的層次結構，然后基于紋理信息和上下文信息在選擇樣本的情況下采取最鄰近分類，在地物類型簡單的情況下選擇模糊分類方法，由于同源圖像的相同類型地物具有相通性，因此分類結果可以入庫作為后期快速解譯的初始值。

附圖說明

圖1為本發明基于無人機遙感圖像機載一體化快速處理系統和方法架構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。

如圖1所示，無人機遙感圖像機載一體化快速處理系統和方法包括航線設計、圖像拼接以及智能解譯這三方面，接下來對這三方面分別進行闡述。