類柱面文物對象正射影像生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及攝影測量和激光雷達技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及類柱面文物對象正射影像生 成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字正射影像具有色彩真實、信息量豐富、精度高、可量測、無投影變形等特點，在 城市、地形=維重建、文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護等領(lǐng)域占據(jù)重要地位。目前，正射影像圖按照承 載平臺和被攝對象，可W分為基于航天航空攝影、機載LiDAR系統(tǒng)的地面和城市正射影像、 基于車載LiDAR系統(tǒng)、站載LiDAR系統(tǒng)、近景攝影測量系統(tǒng)的對象立面正射影像，由于對象 都是平面或者類平面物體，該些正射影像的基準面都是W平面為主。隨著各個領(lǐng)域研究的 不斷深入，尤其是文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護領(lǐng)域，對于柱面或類似柱面對象正射影像的需求越 來越多，比如古建筑有紋理的柱子、石窟的拱券頂、館藏文物的柱腿等圓柱或類圓柱對象， 該類對象更希望得到基于柱面而非平面基準面的真正射影像，更有利于存檔、量測、可視化 等等相關(guān)研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明設(shè)計開發(fā)了類柱面文物對象正射影像生成方法。其不僅能快速準確的生成 形狀為柱形或大致呈柱形的物體的正射影像，而且解決柱形或似柱形點云生成正射影像時 出現(xiàn)的雙度重疊、拼接縫隙等一系列問題，生成一幅全柱面、精度高的柱面展開平面化正射 影像。
[0004] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
[0005] 類柱面文物對象正射影像生成方法，包括：
[0006] 步驟一、采集待測對象的點云，拍攝待測對象的外周面不同部分的近景影像，其中 待測對象的形狀為圓柱形或大致呈圓柱形；
[0007] 步驟二、將采集的點云進行柱面擬合，得到柱面基準面，對柱面基準面進行格網(wǎng)劃 分，通過格網(wǎng)點內(nèi)插點云，得到柱面規(guī)則格網(wǎng)點云；
[000引步驟=、在每幅近景影像上選取多個影像控制點，在柱面規(guī)則格網(wǎng)點云上選取出 每個影像控制點的同名點，根據(jù)影像控制點的坐標值和影像控制點的同名點的坐標值，得 到每幅近景影像姿態(tài)角和每幅近景影像的攝影中屯、點；
[0009] 步驟四、定義位于每幅近景影像上的多個影像控制點的重屯、處的點為重屯、點，確 定每幅近景影像上的多個影像控制點的重屯、點的坐標值，利用姿態(tài)角和攝影中屯、，將每幅 近景影像上的重屯、點的坐標系轉(zhuǎn)換為與柱面規(guī)則格網(wǎng)點云的坐標系相同的坐標系；依據(jù)重 屯、點和攝影中屯、點，確定每幅近景影像在柱面規(guī)則格網(wǎng)點云上的對應(yīng)范圍；
[0010] 步驟五、根據(jù)近景影像在柱面規(guī)則格網(wǎng)點云上的對應(yīng)范圍，確定多幅影像在柱面 規(guī)則格網(wǎng)點云中的位置，生成多幅待測對象的局部的正射影像；
[0011] 步驟走、將待測對象的局部的多幅正射影像拼接成一幅待測對象的整體的正射影 像。
[0012] 優(yōu)選的是，所述的正射影像生成方法中，還包括：
[0013] 步驟六、將部分圖像相同的兩幅正射影像作為一圖像組，提取每組圖像組中兩幅 正射影像中圖像相同的區(qū)域，每組圖像組中W其中一幅正射影像為標準圖，將另一幅正射 影像中與標準圖中圖像相同的區(qū)域中的每個點的顏色信息替換成該點在標準圖中同名點 的顏色信息。
[0014] 優(yōu)選的是，所述的正射影像生成方法中，所述步驟六中包括：
[0015] I、將部分圖像相同的兩幅正射影像作為一圖像組，提取每組圖像組中兩幅正射影 像中圖像相同的區(qū)域，每組圖像組中W其中一幅正射影像為標準圖，利用Harris算法和尺 度不變特征轉(zhuǎn)換算法，確定另一幅正射影像上的每個點在標準圖像的上的同名點；
[0016] II、每組圖像組中，分別在兩幅近景影像的圖像相同的區(qū)域上構(gòu)建狄洛巧S角網(wǎng)， 確定每組圖像中兩幅近景影像上的狄洛巧=角網(wǎng)之間的仿射變換參數(shù)；
[0017] III、每個狄洛巧S角網(wǎng)中的每個S角形外接一矩形，W每個S角形的外接矩形為 范圍，確定近景影像上位于狄洛巧S角網(wǎng)格中的點；
[001引 IV、每組圖像組中，依據(jù)仿射變換參數(shù)，W標準圖為基礎(chǔ)，將另一幅中位于狄洛巧 S角網(wǎng)格中的點的顏色信息替換成該點在標準圖中的同名點的顏色信息。
[0019] 優(yōu)選的是，所述的正射影像生成方法中，還包括：
[0020] 步驟八、依據(jù)柱面方程，將待測對象的整體的正射影像轉(zhuǎn)換為平面整體正射影像。
[0021] 優(yōu)選的是，所述的正射影像生成方法中，所述步驟一中，拍攝待測對象的外周面的 不同部分的近景影像，每幅近景影像至少與一幅該待測對象的近景影像有部分圖像相同。
[0022] 優(yōu)選的是，所述的正射影像生成方法中，所述步驟=中包括：
[0023] S1、在每幅近景影像上選取多個影像控制點，在柱面規(guī)則格網(wǎng)點云上選取與每個 影像控制點在柱面規(guī)則格網(wǎng)點云上的同名點；
[0024] S3、基于羅德里格矩陣和重屯、化的空間相似變換，根據(jù)影像控制點的坐標值和影 像控制點的同名點的坐標值，得到每幅近景影像的姿態(tài)角和每幅近景影像的攝影中屯、點。
[0025] 優(yōu)選的是，所述的正射影像生成方法中，所述步驟=中，還包括：
[0026] S2、利用共線方程確定每個影像控制點在柱面規(guī)則格網(wǎng)點云上的同名點在近景影 像上的坐標值，將每個影像控制點在柱面規(guī)則格網(wǎng)點云上的同名點在近景影像上的坐標值 與該影像控制點的坐標值比對，若該影像控制點與該影像控制點在柱面規(guī)則格網(wǎng)點云上的 同名點在近景影像上的位置之間的直線距離小于1mm，則進行S3,若直線距離大于或等于 1mm，則重新選該取影像控制點在柱面規(guī)則格網(wǎng)點云上同名點。
[0027] 優(yōu)選的是，所述的正射影像生成方法中，所述步驟四包括：
[002引 （1)、定義位于每幅近景影像上的多個影像控制點的重屯、處的點為重屯、點，確定每 幅近景影像上的多個影像控制點的重屯、點的坐標值，利用姿態(tài)角和攝影中屯、將每幅近景影 像上的重屯、點的坐標系轉(zhuǎn)換為與柱面規(guī)則格網(wǎng)點云的坐標系相同的坐標系；
[0029] (2)、查找與每幅近景影像的攝影中屯、點與該幅近景影像坐標轉(zhuǎn)換后的重屯、點確 定的空間直線與柱面規(guī)則格網(wǎng)點云的交點距離最近的且位于柱面基準面的表面的多個點， 該多個點中與該幅近景影的像攝影中屯、距離最近的點即為該幅近景影像與柱面基準面的 鄰近網(wǎng)格點，確定每幅近景影像與柱面規(guī)則格網(wǎng)點云的鄰近網(wǎng)格點，利用鄰近網(wǎng)格點確定 近景影像在柱面規(guī)則格網(wǎng)點云上的對應(yīng)范圍。
[0030] 優(yōu)選的是，所述的正射影像生成方法中，所述步驟五中，根據(jù)近景影像在柱面規(guī)則 格網(wǎng)點云上的對應(yīng)范圍，W格網(wǎng)大小為糾正單元，W共線方程為數(shù)學模型，應(yīng)用反解法生成 多幅待測對象的局部的正射影像。
[0031] 本發(fā)明公開了一種類柱面文物對象正射影像生成方法。第一、本發(fā)明將柱面基準 面按水平垂直方向規(guī)則格網(wǎng)劃分平面化，利用規(guī)則格網(wǎng)特性W及最鄰近格網(wǎng)點確定有效 范圍，W格網(wǎng)單元作為糾正單元，利用Harris與SIFT相結(jié)合提高匹配的精度和數(shù)量；第 二、通過本發(fā)明方法進行多幅近景影像數(shù)據(jù)展開生成正射影像，準確找出有效范圍，解決 雙度重疊，不僅大大