[發(fā)明專利]基于全局幾何約束的無人機影像定位定向方法及設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210710673.0
• 申請日: 2022-06-22
• 公開（公告）號: CN114782525B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜三;馬一塵;和旭;王力哲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06V10/762;G06K9/62;G06F16/51;G06F16/535;G06F16/583
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11473
• 代理人: 戴棋欽

1.一種基于全局幾何約束的無人機影像定位定向方法，其特征在于，包括：采用詞匯樹檢索影像匹配對，根據(jù)所述影像匹配對構(gòu)建影像拓?fù)溥B接圖；采用加權(quán)連通支配集算法，從所述影像拓?fù)溥B接圖中提取影像子集構(gòu)建全局連接圖，采用所述全局連接圖構(gòu)建全局模型，包括將所述影像拓?fù)溥B接圖中的所有頂點標(biāo)為白色，統(tǒng)計每一白色頂點連接的其余白色頂點的數(shù)量，將連接白色頂點最多的白色頂點記為當(dāng)前頂點；將當(dāng)前頂點標(biāo)為黑色，并將與黑色頂點相連的白色頂點標(biāo)為灰色；更新與全部灰色頂點連接的白色頂點的數(shù)量，并計算全部灰色頂點的重要值，將重要值最大的灰色頂點確定為另一當(dāng)前頂點；采用相同方法反復(fù)確定多個當(dāng)前頂點，直至無白色頂點存在，則所有黑色頂點構(gòu)成全局連接圖，對所述全局連接圖進(jìn)行三維重建得到全局模型；

對所述影像拓?fù)溥B接圖進(jìn)行聚類重建得到多個子場景，將所述多個子場景并行處理，得到多個子場景定位定向模型；將所述多個子場景定位定向模型與全局模型進(jìn)行合并得到合并模型，對所述合并模型進(jìn)行全局平差得到最終合并模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于全局幾何約束的無人機影像定位定向方法，其特征在于，所述采用詞匯樹檢索影像匹配對，包括：采用KDTree算法建立單詞集合的查找索引；對于無人機影像的每個特征，從所述查找索引中搜索最近鄰單詞，在所述最近鄰單詞對應(yīng)的倒排文件列表中增加一條記錄，得到無人機影像索引；從所述無人機影像索引中，得到第一影像的第一加權(quán)詞頻向量和第二影像的第二加權(quán)詞頻向量，采用所述第一加權(quán)詞頻向量和所述第二加權(quán)詞頻向量的夾角余弦值表示第一影像和第二影像的相似性值，則與任一影像相似性值高于預(yù)設(shè)閾值的多個影像，構(gòu)成一影像匹配對。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于全局幾何約束的無人機影像定位定向方法，其特征在于，所述根據(jù)所述影像匹配對構(gòu)建影像拓?fù)溥B接圖，包括：采用所述影像匹配對引導(dǎo)特征匹配，得到重疊影像的匹配點，根據(jù)重疊影像的匹配點采用無向加權(quán)圖構(gòu)建影像拓?fù)溥B接圖。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于全局幾何約束的無人機影像定位定向方法，其特征在于，所述對所述影像拓?fù)溥B接圖進(jìn)行聚類重建得到多個子場景，將多個子場景并行處理，得到多個子場景定位定向模型，包括：采用最小邊權(quán)值，將所述影像拓?fù)溥B接圖劃分為預(yù)定影像數(shù)量的子場景，得到聚類子圖，每一所述聚類子圖為一待處理的子場景，對多個所述子場景同時進(jìn)行定位定向，得到所有子場景的定位定向模型。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于全局幾何約束的無人機影像定位定向方法，其特征在于，所述將所述多個子場景定位定向模型與全局模型進(jìn)行合并得到合并模型，包括：根據(jù)所述影像匹配對構(gòu)建On-demand匹配圖，根據(jù)所述On-demand匹配圖獲取多個子場景定位定向模型與全局模型的公共三維點集，采用所述公共三維點集計算多個子場景定位定向模型與全局模型之間的相似變換參數(shù)，采用所述相似變換參數(shù)將每個子場景定位定向模型轉(zhuǎn)換至所述全局模型，得到所述合并模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于全局幾何約束的無人機影像定位定向方法，其特征在于，所述對所述合并模型進(jìn)行全局平差得到最終合并模型，包括：

其中，和分別為三維點坐標(biāo)和相機參數(shù)；是三維點在相機上的投影點；是對應(yīng)的影像點；為L2-范數(shù)；是指示函數(shù)：當(dāng)三維點在相機中可見時，；否則，。