[發明專利]一種多線程實時構建正射影像語義地圖的系統

有效

• 申請號: 202110265944.1
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN112991487B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發明（設計）人: 劉議聰;隋旭陽;賴春強;張振禹;馬婷霞;李亞南;陳大鵬;王鈐;劉歆瀏
• 申請（專利權）人: 中國兵器裝備集團自動化研究所有限公司
• 主分類號: G06T11/20
• 分類號: G06T11/20;G06T7/11;G06T3/40;G06T7/33;G06T1/20;G06T1/60;G06V20/10;G06V20/70;G06V10/94;G06V10/26;G06V10/82;G06V10/80;G06V10/46;G06V10/56
• 代理公司: 成都行之專利代理有限公司 51220
• 代理人: 伍旭偉

本發明公開了一種多線程實時構建正射影像語義地圖的系統，包括無人機光電吊艙、AI邊緣計算設備、電臺和綜合控制計算機；無人機光電吊艙，用于采集地面地形的航拍圖像；AI邊緣計算設備，用于根據航拍圖像構建二維正射影像地圖和對環境要素進行識別并分割；電臺，用于將二維正射影像地圖和環境要素的分割結果傳輸至綜合控制計算機；綜合控制計算機，用于根據分割結果對二維正射影像地圖進行分色標注，形成二維正射影像語義化地圖。本發明的目的在于提供一種多線程實時構建正射影像語義地圖的系統，通過在無人機上搭建AI邊緣計算設備，將二維正射影像地圖的構建從地面工作站轉移至AI邊緣計算設備使得圖像拼接的實時性和時效性更高。

技術領域

本發明涉及單兵偵察領域技術領域，尤其涉及一種多線程實時構建正射影像語義地圖的系統。

背景技術

近年來，隨著對無人機航測領域的深入探索，無人機傾斜攝影技術得到快速的發展。利用基于無人機傾斜攝影的平臺，可以快速得到目標地區的大量視頻圖像地理細節信息，再通過高速的圖傳技術將視頻和圖像信息傳輸至地面工作站，并對獲取的地圖信息進行處理，來幫助從業人員更全面和直觀的了解航測區域的實際情況。基于無人機航拍圖像的地圖即時拼接生成技術因其成本低廉、效率高、機動靈活、部署簡潔等特點，被廣泛運用在單兵班組戰場偵察、目標識別與輔助導航等軍事領域。但是，無人機作為一種微型化的航測平臺，其飛行高度和吊艙鏡組焦距有限，導致獲取的單張航測圖像對于需要偵測的全局環境而言信息細節較少。為了獲得偵測區域的完整地理信息，需要把無人機按照既定航跡拍攝的對地圖像進行一系列處理，包括校正、拼接等，最后合成一幅能夠包含所有航拍區域的高分辨率二維正射影像地圖。高分辨率二維正射影像地圖包括了大量的地理信息，包括建筑、水域、道路、橋梁、植被等地理屬性信息，利用人工智能技術將高分辨率二維正射影像地圖進行快速環境要素識別和分割，提取出其中的語義信息，可以幫助從業人員快速了解目標區域的環境信息，并在地圖上補齊所勘察所關注的信息要素，形成可被機器識別的語義化地圖，有效的提升班組環境感知能力和地形勘察任務執行效率。

現有的基于無人機傾斜攝影的高分辨率二維正射影像地圖構建均是離線構建，即選定無人機飛行航跡，飛行區域后，無人機先飛行采集航拍圖像，等待無人機返航后導出飛行期間拍攝的航拍圖像在地面工作站進行高分辨率二維正射影像地圖構建。

通過現有方式探測不能實時有效反映目標區域的目標要素變化情況，且存在時效性差，信息不全面等問題，作業綜合勘察能力被嚴重削弱，無法滿足當前軍事作業工程對實時性/準確率以及魯棒性的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多線程實時構建正射影像語義地圖的系統，通過在無人機上搭建AI邊緣計算設備，將二維正射影像地圖的構建從地面工作站或云端轉移至無人機上的AI邊緣計算設備，使得無人機在按照航線飛行的過程中便完成對二維正射影像地圖的構建，從而使得圖像拼接的實時性和時效性更高。

本發明通過下述技術方案實現：

多線程實時構建正射影像地圖和地理信息要素的系統，包括無人機光電吊艙、AI邊緣計算設備、電臺以及綜合控制計算機；

所述無人機光電吊艙，用于采集地面地形的航拍圖像；

所述AI邊緣計算設備，搭載于所述無人機吊艙平臺上，用于根據所述航拍圖像構建二維正射影像地圖；還用于對所述二維正射影像地圖中的環境要素進行識別并分割；

所述電臺，用于將所述二維正射影像地圖和所述環境要素的分割結果傳輸至所述綜合控制計算機；

其中，所述分割結果為各分割區域的位置數據；

所述綜合控制計算機，用于根據所述分割結果對所述二維正射影像地圖進行分色標注，形成二維正射影像語義化地圖。

優選地，所述AI邊緣計算設備包括CPU和GPU；

所述CPU，用于根據所述航拍圖像構建所述二維正射影像地圖；