[发明专利]一种基于等距正视摄影测量约束的无人机视觉快速三维重建方法

摘要

一种基于等距正视摄影测量约束的无人机视觉快速三维重建方法。首先使用地形粗略的DEM信息进行地形建模与拍摄方式规划，加上等距正视的摄影约束，最后使用具有约束的视频序列和规划信息进行快速精确的三维重建。使用快速关键帧选择方法进行关键帧的选择，包含关键帧的粗定位和精确验证。同时使用有规划的匹配方法进行匹配，从而大量减少无效的匹配运算，提升重建的整体精度。最终依次使用稀疏点云重建、点云生长和表面重建的方法进行场景的三维表达。本发明具有成本低、场景信息获取精确、重建效率大大提升、重建详细程度提升等特点，适合于野外自然环境下快速精确的地形三维表达，有力推动了低空摄影测量和计算机视觉在室外环境下的应用。

主权项

一种基于等距正视摄影测量约束的无人机视觉快速三维重建方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、利用场景粗略的DEM信息进行地形建模；步骤2、在步骤1建模的二维平面上对无人机路径进行之字形规划，之后使用等距正视的约束进行三维的扩展，获取三维地形的等距正视视觉覆盖规划路径，进而获取精确、详细的视频序列；步骤3、使用步骤2获取的有规划的视频序列进行快速、精确的三维重建，首先进行关键帧的选择，使用无人机的规划信息和飞行记录进行粗略的关键帧定位；步骤4、按发生概率从大到小对步骤3定位的关键帧进行检测，包括图像模糊、特征点匹配较少、匹配比例较少、图像退化现象；对于符合各个条件的，则确定为关键帧；如果至少有一项不符合条件，则寻找附近的视频帧进行验证，直至找到合适的关键帧；步骤5、使用步骤4确定的无人机记录的关键帧的图像位置进行图像间匹配的规划，确定图像之间的匹配关系，避免无效的匹配计算；由于规划的方式，将匹配选取分为行内选取和行间选取，避免行内匹配较密而行间匹配较疏的情况，提升重建的有效性；步骤6、使用步骤5选取的关键帧和匹配规划进行匹配和三维重建，获取场景精确的三维表达。