1.一種應(yīng)用于基樁檢測(cè)中的無(wú)人機(jī)攝影成像及數(shù)據(jù)處理方法,其特征在于,包括以下步驟:
S1、在待檢測(cè)的基樁目標(biāo)區(qū)域設(shè)置多個(gè)地面標(biāo)志組件,通過(guò)無(wú)人機(jī)低空航拍得到待檢測(cè)的基樁目標(biāo)區(qū)域的多幅圖像;
S2、根據(jù)攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)和地面標(biāo)志組件的在圖像中的位置相配合,對(duì)每幅圖像均進(jìn)行鏡頭畸變及幾何變形修正,并對(duì)修正后的圖像進(jìn)行圖像配準(zhǔn)、圖像拼接和圖像融合,得到待檢測(cè)的基樁目標(biāo)區(qū)域的完整圖像;
S3、將待檢測(cè)的基樁目標(biāo)區(qū)域的完整圖像進(jìn)行分析處理,根據(jù)基于超像素分割和graphcut的啟發(fā)式自動(dòng)提取方法得到基樁中心和外輪廓,將其與CAD設(shè)計(jì)圖紙中的基樁位置進(jìn)行融合比對(duì),得到基樁位置和樁徑的偏差數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于基樁檢測(cè)中的無(wú)人機(jī)攝影成像及數(shù)據(jù)處理方法,其特征在于,步驟S2中進(jìn)行圖像修正的方法具體包括:
a、通過(guò)轉(zhuǎn)換矩陣方程,將畸變圖像像點(diǎn)像素坐標(biāo)(i,j)轉(zhuǎn)為圖像像點(diǎn)物理坐標(biāo)(xd,yd);其中;
b、根據(jù)畸變校正數(shù)學(xué)模型公式,得到該畸變點(diǎn)到圖像平面物理原點(diǎn)的距離,進(jìn)一步得到校正圖像像點(diǎn)物理坐標(biāo)(xr,yr);
c、將得到的校正圖像像點(diǎn)物理坐標(biāo)(xr,yr)代入圖像平面物理坐標(biāo)系與圖像平面像素坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式,求解得到校正圖像點(diǎn)像素坐標(biāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于基樁檢測(cè)中的無(wú)人機(jī)攝影成像及數(shù)據(jù)處理方法,其特征在于,步驟S2中進(jìn)行圖像修正前還包括對(duì)圖像進(jìn)行降噪處理的過(guò)程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于基樁檢測(cè)中的無(wú)人機(jī)攝影成像及數(shù)據(jù)處理方法,其特征在于,步驟S2中對(duì)圖像進(jìn)行拼接的方法具體包括:
將圖像分為參考圖像T和搜索圖像S,其中參考圖像T作為基準(zhǔn)圖像,搜索圖像S作為待拼接圖像,將圖像S向圖像T進(jìn)行坐標(biāo)平移;
a、選擇一幅參考圖像T,在參考圖像T中間隔為c個(gè)像素的距離上的兩列像素中,各取m個(gè)像素,計(jì)算這m個(gè)像素的比值,將m個(gè)比值存入數(shù)組中,將其作為比較的模板;
b、從搜索圖像S中在同樣相隔c個(gè)像素的距離上的兩列,各取出m+n個(gè)像素,計(jì)算其比值,將m+n個(gè)比值存入數(shù)組;假定垂直錯(cuò)開(kāi)距離不超過(guò)n個(gè)像素,多取的n個(gè)像素則可以解決圖像垂直方向上的交錯(cuò)問(wèn)題;
c、利用參考圖像T中的比值模板在搜索圖像S中尋找相應(yīng)的匹配;首先進(jìn)行垂直方向上的比較,即記錄下搜索圖像S中每個(gè)比值數(shù)組內(nèi)的最佳匹配;再將每個(gè)數(shù)組的組內(nèi)最佳匹配進(jìn)行比較,即進(jìn)行水平方向的比較,得到的最小值就認(rèn)為是全局最佳匹配;此時(shí)全局最佳匹配即為圖像間在水平方向上的偏移距離,該全局最佳匹配隊(duì)?wèi)?yīng)的組內(nèi)最佳匹配即為圖像間垂直方向上的偏移距離;
d、根據(jù)垂直方向上的偏移距離和水平方向上的偏移距離調(diào)整待拼接的圖像位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于基樁檢測(cè)中的無(wú)人機(jī)攝影成像及數(shù)據(jù)處理方法,其特征在于,步驟S3中基于超像素分割和graphcut的啟發(fā)式自動(dòng)提取方法得到基樁中心和外輪廓的方法具體包括:
a、對(duì)圖像進(jìn)行超像素分割;
b、在超像素分割基礎(chǔ)上利用graphcut算法完成進(jìn)一步分割,合并得到最終的樁基提取結(jié)果;
c、對(duì)樁基區(qū)域進(jìn)行擬合,提取樁位中心。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于基樁檢測(cè)中的無(wú)人機(jī)攝影成像及數(shù)據(jù)處理方法,其特征在于,步驟S3中基于超像素分割和graphcut的啟發(fā)式自動(dòng)提取方法具體為:
待分割的高分辨率遙感影像可以看作無(wú)向圖G=<V,E>,其中V是圖像中像素集合,E表示相鄰像素之間的邊,V、E構(gòu)成圖像中的第一類(lèi)頂點(diǎn)和邊;此外新增兩個(gè)點(diǎn)s、t,s表示源點(diǎn),t表示匯點(diǎn),圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)都和新增的s、t點(diǎn)都有連接,構(gòu)成圖像中的第二類(lèi)頂點(diǎn)和邊;
通過(guò)選擇分割規(guī)則并計(jì)算在該分割規(guī)則下的圖像的能量函數(shù),在某分割規(guī)則下能使能量函數(shù)最小,則此分割規(guī)則即將前景目標(biāo)和背景目標(biāo)分割開(kāi)來(lái);其中能量函數(shù)的公式為:
E(L)=αR(L)+B(L)
其中E(L)為能量函數(shù),R(L)和B(L)分別為區(qū)域項(xiàng)和邊界項(xiàng),為權(quán)重因子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于基樁檢測(cè)中的無(wú)人機(jī)攝影成像及數(shù)據(jù)處理方法,其特征在于,步驟S1中的地面標(biāo)志組件包括矩形標(biāo)志和圓形標(biāo)志;其中:矩形標(biāo)志中設(shè)置有顏色相互間隔的矩形網(wǎng)格;圓形標(biāo)志中設(shè)置有多個(gè)顏色相互間隔的扇形區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于基樁檢測(cè)中的無(wú)人機(jī)攝影成像及數(shù)據(jù)處理方法,其特征在于,步驟S1中的地面標(biāo)志組件還包括:無(wú)人機(jī)水平位置及高度校正組件,無(wú)人機(jī)拍攝姿態(tài)校正組件。
9.一種應(yīng)用于基樁檢測(cè)中的無(wú)人機(jī)攝影成像及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),其特征在于,包括:
圖像獲取單元,用于在待檢測(cè)的基樁目標(biāo)區(qū)域設(shè)置多個(gè)地面標(biāo)志組件,通過(guò)無(wú)人機(jī)低空航拍得到待檢測(cè)的基樁目標(biāo)區(qū)域的多幅圖像;
圖像修正及拼接單元,用于根據(jù)攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)和地面標(biāo)志組件的在圖像中的位置相配合,對(duì)每幅圖像均進(jìn)行鏡頭畸變及幾何變形修正,并對(duì)修正后的圖像進(jìn)行圖像配準(zhǔn)、圖像拼接和圖像融合,得到待檢測(cè)的基樁目標(biāo)區(qū)域的完整圖像;
基樁偏差數(shù)據(jù)計(jì)算單元,用于將待檢測(cè)的基樁目標(biāo)區(qū)域的完整圖像進(jìn)行分析處理,根據(jù)基于超像素分割和graphcut的啟發(fā)式自動(dòng)提取方法得到基樁中心和外輪廓,將其與CAD設(shè)計(jì)圖紙中的基樁位置進(jìn)行融合比對(duì),得到基樁位置和樁徑的偏差數(shù)據(jù)。