[發(fā)明專利]一種基于多源特征數(shù)據(jù)控制的雙向閉合模式的立體視覺全場測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010394496.0
• 申請日: 2020-05-11
• 公開（公告）號: CN111709989B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張貴陽;霍炬;楊明;薛牧遙;王松艷;朱子健;魏亮
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06V10/80;G06T5/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 張宏威

本發(fā)明是一種基于多源特征數(shù)據(jù)控制的雙向閉合模式的立體視覺全場測量方法。本發(fā)明建立多源特征數(shù)據(jù)融合框架；基于多元特征數(shù)據(jù)融合框架，建立融合函數(shù)，對不同類型的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，得到多源特征數(shù)據(jù)；基于多源特征數(shù)據(jù)，建立雙向閉合視覺測量模式；基于雙向閉合視覺測量模式，確定特征點(diǎn)云集的最小代價(jià)，采用非線性迭代方法進(jìn)行迭代求解空間目標(biāo)參數(shù)。本發(fā)明改變傳統(tǒng)視覺測量方法中的從圖像數(shù)據(jù)到空間特征信息傳遞的單向過程，將已獲取或確認(rèn)的空間數(shù)據(jù)作為控制信息返回至測量處理過程中，構(gòu)建雙向閉合測量模式，并進(jìn)行高效多源特征數(shù)據(jù)融合，克服特征點(diǎn)的單一性與低效性問題，增加了解算冗余信息，提高視覺系統(tǒng)整體測量精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)領(lǐng)域，是一種基于多源特征數(shù)據(jù)控制的雙向閉合模式的立體視覺全場測量方法。

背景技術(shù)

空間中目標(biāo)的位置和姿態(tài)的非接觸測量在飛行器性能測試、設(shè)備校準(zhǔn)及過程控制等領(lǐng)域有著非常重要的作用，基于攝像學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的視覺測量技術(shù)被廣泛應(yīng)用于目標(biāo)位姿測量中，通過借助目標(biāo)上附有的離散特征點(diǎn)、特征線或者特定幾何形狀，并結(jié)合視覺測量模型來進(jìn)行位姿解算。當(dāng)前視覺測量技術(shù)的特點(diǎn)主要有篩選質(zhì)量最佳的特征圖像、測區(qū)范圍相對較小、需要特定數(shù)量的控制點(diǎn)，致使視覺測量技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中面臨如下局限性：

很多場合條件的限制下，只能設(shè)置少量的人工標(biāo)志點(diǎn)，甚至無法設(shè)置特定的配合目標(biāo)點(diǎn)，如飛行器發(fā)動機(jī)噴管溫度過高會燃燒表面附加的標(biāo)志點(diǎn)，工業(yè)檢測線上如果附貼標(biāo)志點(diǎn)會很大程度上影響效率等；

在擾動環(huán)境下獲取的圖像，具有特征點(diǎn)模糊、幾何畸變大和目標(biāo)清晰度不佳等特點(diǎn)，決定了其需要大量的控制信息來保證測量精度，如當(dāng)前廣泛使用的地面目標(biāo)試驗(yàn)運(yùn)行動態(tài)影像、振動環(huán)境下獲取的圖像等；

面向大視場的目標(biāo)位姿測量中，受視覺測量模型的限制，圖像數(shù)據(jù)到空間特征信息的單向傳遞過程難以保證測量結(jié)果的精度和穩(wěn)定性，如大尺寸飛行器位姿測量、風(fēng)洞試驗(yàn)等。

這些問題導(dǎo)致了當(dāng)前視覺測量中有限特征點(diǎn)單一性與低效性的弊端，由此可見基于點(diǎn)信息控制的視覺測量已不適應(yīng)于大數(shù)據(jù)時(shí)代圖像數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，需要充分利用場景信息、模型庫信息等數(shù)據(jù)，保證目標(biāo)位姿測量結(jié)果的可靠性。此外，在振動、光照變化等復(fù)雜環(huán)境下獲取的高頻影像具有數(shù)據(jù)量大、獲取周期短及時(shí)效性高等特點(diǎn)，因此海量特征數(shù)據(jù)的高效處理也是現(xiàn)階段視覺測量迫切需要解決的問題，針對目標(biāo)空間數(shù)據(jù)多源、異構(gòu)、不一致性的現(xiàn)狀及特點(diǎn)，給出多源特征數(shù)據(jù)高效融合的流程與方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為為了突破上述局限性，拓展視覺測量技術(shù)的應(yīng)用范圍，本發(fā)明提供了一種基于多源特征數(shù)據(jù)控制的雙向閉合模式的立體視覺全場測量方法，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種基于多源特征數(shù)據(jù)控制的雙向閉合模式的立體視覺全場測量方法，包括以下步驟：

步驟1：建立多源特征數(shù)據(jù)融合框架；

步驟2：基于多元特征數(shù)據(jù)融合框架，建立融合函數(shù)，對不同類型的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，得到多源特征數(shù)據(jù)；

步驟3：基于多源特征數(shù)據(jù)，建立雙向閉合視覺測量模式；

步驟4：基于雙向閉合視覺測量模式，確定特征點(diǎn)云集的最小代價(jià)，采用非線性迭代方法進(jìn)行迭代求解空間目標(biāo)參數(shù)。

優(yōu)選地，所述步驟1中多源特征數(shù)據(jù)融合框架包括：特征提取數(shù)基轉(zhuǎn)化層、分類分層、特征數(shù)據(jù)解析層、特征要素整合層，模型庫信息層、數(shù)據(jù)交匯層、屬性結(jié)構(gòu)規(guī)整層、無損轉(zhuǎn)換層、測量特征數(shù)據(jù)對齊層和融合函數(shù)層；