[發(fā)明專利]一種輸電線路夜視圖像的點云測距自動標注方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2022-06-23
• 公開（公告）號: CN114780762B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設計）人: 楊勝男;蔡富東;呂昌峰;劉煥云;劉偉
• 申請（專利權）人: 濟南信通達電氣科技有限公司
• 主分類號: G06F16/51
• 分類號: G06F16/51;G06F16/532;G06T7/80;G01C3/00;G01C11/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本發(fā)明公開了一種輸電線路夜視圖像的點云測距自動標注方法及系統(tǒng)，包括：分別獲取設定的同一場景的白天圖像和夜視圖像，以及白天圖像的已標定數(shù)據(jù)文件；進行白天圖像和夜視圖像的關鍵點匹配；計算白天圖像轉換為夜視圖像分辨率的映射矩陣；基于所述映射矩陣和白天圖像中的標注點位，得到映射到夜視圖像中的點位坐標；將夜視圖像中的點位坐標與白天圖像的已標定數(shù)據(jù)文件中的3D點云的坐標進行聯(lián)合標定，得到夜視圖像與3D點云的空間轉換關系本發(fā)明自動獲取白天和夜視兩種不同分辨率的圖像的關鍵點，計算映射矩陣，根據(jù)映射矩陣求出標注點位映射后在夜視圖像上的點坐標，無需人工逐個選取夜視圖像的2D標注點坐標。

技術領域

本發(fā)明涉及輸電線路圖像處理技術領域，尤其涉及一種輸電線路夜視圖像的點云測距自動標注方法及系統(tǒng)。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

輸電線路通道往往長達上百里，且所處環(huán)境復雜多變，隨時都可能受到外界環(huán)境因素的影響，極大概率出現(xiàn)安全隱患。輸電線路安全隱患不僅威脅到線路正常運轉，并且可能損壞輸電線路設備造成火災等安全事故和經(jīng)濟損失。

隨著科學技術的日益發(fā)展，研究者們提出了基于3D點云數(shù)據(jù)和輸電線路通道定點2D監(jiān)拍圖像結合的輸電線路通道隱患目標測距方法。目前的方案針對安裝在監(jiān)測終端的攝像機設備，綜合利用圖像的稠密信息優(yōu)勢和激光雷達點云精度優(yōu)勢，將3D點云與輸電線路監(jiān)拍裝置拍攝的2D圖像信息融合，通過點云數(shù)據(jù)標定進行解算兩者空間轉換關系，然后根據(jù)使用圖像深度學習技術獲取到的隱患目標在像素坐標系中的二維坐標值和像素高度，計算其在點云數(shù)據(jù)中的三維坐標值和高度值，進而求出隱患與導線的距離，實現(xiàn)隱患距離測量功能。

但是，輸電線路監(jiān)拍裝置由于安裝在戶外，白天和夜晚光照強度差異很大，一般都采用2個攝像頭拍攝圖像，分為白天攝像頭和夜視攝像頭，因此拍攝的2D圖像分為白天圖像和夜視圖像兩種；上述過程所采用的圖像往往是白天圖像；由于白天圖像與夜視圖像的采集鏡頭參數(shù)、采集到的圖像分辨率均不相同，因此，僅對白天圖像進行點云數(shù)據(jù)標定，無法實現(xiàn)夜視環(huán)境下的點云測距功能。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種輸電線路夜視圖像的點云測距自動標注方法及系統(tǒng)，可根據(jù)已有的白天圖像的點云測距標定數(shù)據(jù)，自動化獲取夜視圖像的點云測距標定數(shù)據(jù)。

在一些實施方式中，采用如下技術方案：

一種輸電線路夜視圖像的點云測距自動標注方法，包括：

分別獲取設定的同一場景的白天圖像和夜視圖像，以及白天圖像的已標定數(shù)據(jù)文件；

進行白天圖像和夜視圖像的關鍵點匹配；

計算白天圖像轉換為夜視圖像分辨率的映射矩陣；基于所述映射矩陣和白天圖像中的標注點位，得到映射到夜視圖像中的點位坐標；

將夜視圖像中的點位坐標與白天圖像的已標定數(shù)據(jù)文件中的3D點云的坐標進行聯(lián)合標定，得到夜視圖像與3D點云的空間轉換關系；

基于所述轉換關系實現(xiàn)夜視圖像點云測距的自動標注。

其中，計算白天圖像轉換為夜視圖像分辨率的映射矩陣，具體包括：

通過所述映射矩陣構建白天圖像的二維坐標與三維坐標之間的轉換關系；結合三維坐標投影到夜視圖像的二維坐標的轉換關系，從而得到夜視圖像的二維坐標與白天圖像的二維坐標之間的轉換關系；

基于匹配得到的白天圖像和夜視圖像的關鍵點，求解得到映射矩陣。

另外，將夜視圖像中的點位坐標與白天圖像的已標定數(shù)據(jù)文件中的3D點云的坐標進行聯(lián)合標定，得到夜視圖像與3D點云的空間轉換關系，具體包括：

通過張正友標定法，對夜視相機進行標定，獲取夜視相機內(nèi)參矩陣；