技术领域
本发明属于机器视觉测量领域，具体涉及一种古建筑外观尺寸的机器视觉测量方法。
背景技术：
古建筑的外观尺寸具体数值的测量对于古建筑的重建保护、考古分析等多个领域具有重要意义。按传统技术进行测量需要投入大量的人力物力，为了减少人力物力可以考虑引入机器视觉进行相应的测量。另外，传统的测量方法是接触式测量，这样的测量方式对于重要的古建筑外观容易造成不可逆转的破坏，而且耗时费力。有些情况下，由于地理条件限制，在没有清除周边环境的情况下，某些古建筑是无法直接进行有效测量。所以，古建筑特别是没有完全开发保护的古建筑户外测量的难度性很高，容易受到地形、天气等环境的限制。
因此，需要引入机器视觉技术对古建筑外观尺寸进行测量的方法来避免费时费力，降低测量成本，提升研究水平。特别是对于分布山林、田间废弃而未进行保护开发的古建筑，可以降低地形、天气等因素对测量的影响，从而给考古、文化保护的研究带来了实用性和科学性，让现代的人们能更直观地了解古建筑。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种古建筑外观尺寸的机器视觉测量方法，提高外观测量的效率，从而相关考古、文化保护的研究带来了便利。
一种古建筑外观尺寸的机器视觉测量方法,所述方法包括以下步骤：
S1：提取古建筑外观特征点；
S2：建立坐标转换方法；
S3：测量古建筑外观尺寸。
优选地，所述S1具体为：人工在图像中标出外观特征点，通过计算机获取特征点在图像中的位置坐标，从而完成古建筑外观特征点的提取。
优选地，所述S2具体为：以图像坐标系中特征点的位置信息为输入，以实际测量面中特征点的位置坐标系为输出，引入神经网络优化这一映射关系，从而建立相关坐标转化方法；由于摄像机与古建筑实际测量面的相对距离和角度存在一定差异，根据不同距离和角度相应的建立多个坐标转换方法。
优选地，所述S3具体为：在实际测量中，根据古建筑测量面与摄像机的相对位置所处的范围，选择相应的坐标转换方法；运用这一转化方法，将提取的古建筑外观特征点坐标转换为实际位置坐标；再根据实际位置坐标计算古建筑的外观尺寸。
本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的一种古建筑外观尺寸的机器视觉测量方法，在保证一定测量精度的基础上实现了古建筑外观尺寸的无接触多角度远距离测量，这将有助于提高外观测量的效率，从而相关考古、文化保护的研究带来了便利。
具体实施方式
为了清楚了解本发明的技术方案，将在下面的描述中提出其详细的结构。显然，本发明实施例的具体施行并不足限于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的优选实施例详细描述如下，除详细描述的这些实施例外，还可以具有其他实施方式。
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明专利采用的技术方案分3个步骤：
S1：提取古建筑外观特征点；为了测量古建筑的外观尺寸，首先需要在古建筑图像中明确古建筑的外观特征点。人工在图像中标出外观特征点，再通过计算机获取特征点在图像中的位置坐标，从而完成古建筑外观特征点的提取。
S2：建立坐标转换方法；根据已有图像处理理论，所拍摄的图像有可能发生畸变，特别是当镜头的法线方向与古建筑测量表面不垂直的时候这样的畸变会进一步放大。受天气和地理条件的限制，在一些没有得到充分保护开发的古建筑测量中，基本上无法保证镜头的法线法相与古建筑需测量的表面垂直。
针对这一问题，本专利提出通过摄像机标定建立图像坐标系与实际坐标系的映射关系。以图像坐标系中特征点的位置信息为输入，以实际测量面中特征点的位置坐标系为输出，引入神经网络优化这一映射关系，从而建立相关坐标转化方法。由于摄像机与古建筑实际测量面的相对距离和角度存在一定差异，根据不同距离和角度相应的建立多个坐标转换方法。
S3：测量古建筑外观尺寸。
在实际测量中，首先根据古建筑测量面与摄像机的相对位置所处的范围，选择相应的坐标转换方法。运用这一转化方法，将提取的古建筑外观特征点坐标转换为实际位置坐标。再根据实际位置坐标计算古建筑的外观尺寸
本实施例中还以广西柳州市东门城楼拱门底部距离为例进行测量。在8个不同位置进行视觉测量，在不同位置根据摄像机的距离和角度分别选取了不同的坐标转换关系。选取的坐标转换关系中特征点转换坐标位置的平均误差为3.4%，在东门城楼拱门底部距离的测量中，与人工测量值对比，8次测量的最大误差为6%。这表明本方法可较为准确的在不同角度下进行古建筑外观尺寸的视觉测量。
本发明提供的一种古建筑外观尺寸的机器视觉测量方法，在保证一定测量精度的基础上实现了古建筑外观尺寸的无接触多角度远距离测量，这将有助于提高外观测量的效率，从而相关考古、文化保护的研究带来了便利。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。