[發明專利]圖像拼接方法、裝置、電子設備和計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202010925729.5
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN111784585B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 袁睿;曹治錦;劉夯
• 申請（專利權）人: 成都縱橫自動化技術股份有限公司
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 曹瑞敏

本申請提供一種圖像拼接方法、裝置、電子設備和計算機可讀存儲介質，涉及無人機的圖像處理領域。該方法包括：獲取無人機的圖像獲取單元發送的多張序列圖像；獲取每張序列圖像對應的曝光點信息和表面高程信息；根據所有的曝光點信息，獲取每張序列圖像對應的正攝變換圖像；正攝變換圖像表征圖像獲取單元沿垂直方向采集的地表景物的圖像信息；根據表面高程信息和多張正攝變換圖像，獲取地表景物的全景圖像。對圖像獲取單元獲取的任意角度序列圖像進行正攝變換，實現圖像獲取單元在任意角度航拍區域的全景圖像的正射糾正，以便在較短時間獲取較高精度的飛行區域在圖像獲取單元處于正攝視角下的全景圖像。

技術領域

本申請涉及無人機的圖像處理領域，具體而言，涉及一種圖像拼接方法、裝置、電子設備和計算機可讀存儲介質。

背景技術

傳統攝影測量領域中，正射糾正指對影像進行幾何畸變糾正的過程，它將對由地形、相機幾何特性以及傳感器相關的誤差所造成的明顯幾何畸變進行處理，輸出正射校正影像，其表示景物正射投影真實影像。一般航測/衛星圖像，其成像過程均為一種中心投影結果，其必然受到地面景物視差的影響。

現有的區域全景圖像獲取技術，主要包括利用單應拼接正攝相機圖像，實現實時拼接，但是使用單應拼接，忽略了地面景物是立體的假設，導致精度較差；利用多相機生成精度高的地面模型，而利用正射糾正獲得精度較高的圖像需要較長處理時間。

對于一些飛行任務，如公路巡檢、河道巡檢等，其特殊的飛行要求和對實時性的要求，使得上述兩種全景圖像獲取技術均不能滿足要求：第一，上述任務多要求相機為傾斜狀態，難以獲取精度較高的正攝全景圖像；第二，上述任務均要求實時性，需要以較短時間獲得區域全景圖像，以供后續工作開展，這使得上述方案難以實施。

發明內容

有鑒于此，本申請的目的在于提供一種圖像拼接方法、裝置、電子設備和計算機可讀存儲介質。

為了實現上述目的，本申請采用的技術方案如下：

第一方面，本申請提供一種基于正攝變換的圖像拼接方法，所述方法包括：獲取無人機的圖像獲取單元發送的多張序列圖像；所述序列圖像是所述圖像獲取單元在所述無人機飛行在預設軌跡時拍攝的；獲取每張序列圖像對應的曝光點信息和表面高程信息；所述曝光點信息為所述圖像獲取單元拍攝所述序列圖像時的地理坐標信息，所述表面高程信息表征所述圖像獲取單元沿所述預設軌跡拍攝所述序列圖像時，與地表景物的垂直距離；根據所有的所述曝光點信息，獲取每張所述序列圖像對應的正攝變換圖像；所述正攝變換圖像表征所述圖像獲取單元沿垂直方向采集的所述地表景物的圖像信息；根據所述表面高程信息和多張所述正攝變換圖像，獲取所述地表景物的全景圖像。

在可選的實施例中，根據所有的所述曝光點信息，獲取每張所述序列圖像對應的正攝變換圖像，包括：獲取所述曝光點信息對應的相機位姿；所述相機位姿為所述圖像獲取單元拍攝所述序列圖像時的傾斜角度信息；根據所述相機位姿和所述序列圖像對應的成像旋轉矩陣，獲取圖像變換單應矩陣；所述圖像變換單應矩陣用于指示將所述序列圖像的傾斜角度信息置為正攝視角，所述成像旋轉矩陣表征所述圖像獲取單元拍攝所述序列圖像時，所述圖像獲取單元的像空間坐標系相對于像空間輔助坐標系的旋轉向量；根據所述圖像變換單應矩陣處理所述序列圖像，以獲取所述正攝變換圖像。

在可選的實施例中，根據所述表面高程信息和多張所述正攝變換圖像，獲取所述地表景物的全景圖像，包括：獲取將所述序列圖像進行定位與建圖（SimultaneousLocalization and Mapping，SLAM）重建后的場景點云數據；根據所述表面高程信息和所述場景點云數據，獲取飛行區域數字表面模型；所述飛行區域數字表面模型表征在攝影測量坐標系中，所述圖像獲取單元與所述地表景物的垂直距離；根據所述飛行區域數字表面模型對所述正攝變換圖像進行正射糾正，以獲取正射校正圖像；所述正射校正圖像表征所述圖像獲取單元沿垂直方向采集的所述地表景物的圖像信息和距離信息；根據多張所述正射校正圖像，獲取所述全景圖像。