[發明專利]一種火場紅外影像實時成圖方法

有效

• 申請號: 201810135580.3
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108416758B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 許杰;燕正亮;張潔;姜智凱;王曉龍;孟祥嬌;王兵;陳浩
• 申請（專利權）人: 天津航天中為數據系統科技有限公司
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 李成運

本發明提供了一種火場紅外影像實時成圖方法，采用無人機對火場監測數據，通過數據鏈實時回傳至地面站指揮中心，地面站控制軟件通過解析配發相應數據至圖像處理軟件，處理軟件經過處理后將處理結果實時顯示到GIS平臺。本發明在進行單片正射糾正時，并不是通過直接糾正后再進行圖像切割，而是通過分解正射糾正過程，進而對重疊部分不進行處理，提高處理速度，保證整個處理流程的實時性；本發明不做圖像匹配和后處理，單純利用POS實時數據進行單片正射糾正，實時性能好；本發明的數據處理流程，不引進圖像匹配造成的匹配誤差，避免誤差累積造成的長時間處理誤差超限的情況出現，增強了數據處理對POS誤差的容忍度和數據處理流程的魯棒性。

技術領域

本發明屬于無人機遙感數據處理領域，尤其是涉及一種火場紅外影像實時成圖方法。

背景技術

隨著無人機相關技術的快速發展和產業化進程速度加快，無人機系統的集成應用技術難度越來越低，市場規模也越來越大，應用領域不斷擴張，伴隨而來的就是針對不同領域的不同情況，提出了各種不同的數據處理需求，針對行業應用的無人機系統結合定制化的數據處理系統是無人機行業應用的關鍵一環。

本申請針對無人機系統在森林火災監測領域的數據處理需求，著眼于山火災害實時監測，結合無人機數據處理的特點，提出了一種利用數據鏈實時回傳的圖像數據，在正攝糾正后進行去重疊后的疊加顯示方法，有效提高數據成圖后的視覺效果的同時減少數據冗余。

現有的方法存在以下問題：

(1)現有的方法通過圖像拼接的方法獲取測區內的帶有地理坐標數據影像，算法復雜度高，實時性差；

(2)現有的實時圖像拼接方法需要做圖像的特征匹配，但是紅外圖像，尤其是火場紅外圖像，特征點少，不便于做特征提取和匹配，尤其當整幅圖像全部是火的情況下相鄰圖像之間更無法進行匹配；

(3)現有的火場監測數據處理方案采用傳統的航拍數據采集和數據處理流程，對數據采集的要求較高，需求要規劃航線和明確測區范圍，這在實際森林防火應用中難以應對熟悉萬變的火場變化和監測需求；

(4)由于相機成像原理，造成的圖像邊緣部分圖像數據進行正射糾正時，對誤差的容忍度低，造成糾正后圖像邊緣部分誤差大，而且地物表現為側視，視覺效果差。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種火場紅外影像實時成圖方法，以解決上述背景技術中提到的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種火場紅外影像實時成圖方法，其特征在于：對采集的圖像進行單張圖像正射糾正并獨立疊加顯示，疊加顯示時只保留和處理圖像中間部分數據；

具體包括如下步驟：

(1)無人機對火場監測數據，通過數據鏈實時回傳至地面站指揮中心；

(2)地面站控制軟件對接收到的數據進行數據解析，獲取圖像拍攝時刻的POS信息和姿態信息；

(3)根據收到POS數據進行正射糾正預處理，計算出對應紅外圖像的正射影像范圍；

(4)地面站控制軟件主動緩存接收到的數據，等到接收到第三張圖像后，第二張圖像與前后圖像之間的重疊率計算完畢；

(5)把計算的圖像重疊率作為約束條件，開始對原始圖像數據進行正射糾正處理，根據圖像選擇的圖像去重疊方法進行切割，最終形成無重疊的單片糾正影像，實時加載到GIS平臺進行實時顯示。

進一步的，通過計算單片糾正后的圖像成像范圍，獲得相鄰兩張圖像的重疊情況，然后以兩張圖像中心連線的中垂線為分界線，對兩張重疊圖像進行有選擇的糾正；