俯仰角矫正方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本技术涉及图像处理领域，特别是涉及一种俯仰角矫正方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、航拍云台相机在农林植保、遥感测绘、地理勘察、电力巡检、交通巡检以及非民用等领域一直有着重要应用，随着民用无人机的技术发展，对云台相机的控制精度要求越来越高。而云台相机的俯仰角在高空飞行的时候容易累积机械误差，在步进电机出现丢步的情况下不能进行角度补偿，误差便会越来越大。

2、为了进行精准的控制，相关技术中通常采用静态矫正或者激光雷达辅助矫正对俯仰角进行矫正。然而静态矫正无法解决云拍相机运动过程中的累积误差，激光雷达辅助矫正则需要额外加装激光设备，而且不方便用于小型无人机，因此一般的激光设备无法满足高空远距离的需求。相关技术中的云拍相机的俯仰角矫正的不同方法的适用范围小，而且精度难以达到理想效果。

技术实现思路

1、本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术实施例提供了一种俯仰角矫正方法、装置、电子设备及存储介质，能够通过图像处理矫正航拍云台相机的俯仰角，具有较高精度而且不依赖外部设备，适用范围广。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种俯仰角矫正方法，应用于航拍云台相机，所述航拍云台相机搭载于飞行设备上，包括：

3、获取所述飞行设备的第一定位信息及拍摄的第一图像，控制所述飞行设备以预设方向飞行预设时间后，获取所述飞行设备的第二定位信息及拍摄的第二图像；

4、检测所述第一图像和所述第二图像之间的特征点，计算单应性矩阵；

5、基于所述单应性矩阵计算所述第一图像和所述第二图像的第一像素位移；

6、根据所述第一定位信息和所述第二定位信息，计算所述第一图像和所述第二图像的第一物理位移；

7、控制所述飞行设备悬停，以预设角度旋转航向角，并基于所述单应性矩阵得到旋转角度和第二像素位移；

8、根据所述第一物理位移和所述第一像素位移计算位移比值，并基于所述位移比值和所述第二像素位移，计算第二物理位移；

9、根据所述旋转角度、所述第二物理位移和所述第二定位信息，计算参考俯仰角，并根据所述参考俯仰角矫正当前俯仰角。

10、在本技术的一些实施例中，所述检测所述第一图像和所述第二图像之间的特征点，计算单应性矩阵，包括：

11、使用orb算法检测所述第一图像的第一特征点并计算得到第一描述子，以及检测所述第二图像的第二特征点并计算得到第二描述子；

12、对所述第一描述子和所述第二描述子进行匹配，得到多个特征点对；

13、基于所述特征点对，利用随机抽样一致性算法拟合得到所述单应性矩阵。

14、在本技术的一些实施例中，所述基于所述特征点对，利用随机抽样一致性算法拟合得到所述单应性矩阵，包括：

15、在多个所述特征点对中随机选取第一数量的所述特征点对加入内点集合，并基于所述内点集合得到初始单应性矩阵；

16、根据所述初始单应性矩阵计算剩余的所述特征点对的投影，并将投影误差小于预设阈值的特征点对加入至所述内点集合，所述内点集合具有第二数量的特征点对；

17、根据预设迭代次数重复上述过程，选取所述第二数量的最大值对应的所述初始单应性矩阵作为所述单应性矩阵。

18、在本技术的一些实施例中，所述基于所述单应性矩阵计算所述第一图像和所述第二图像的第一像素位移，包括：

19、获取所述第一图像的第一坐标和所述第二图像的第二坐标；其中，所述第一坐标为所述第一图像的中心点坐标，所述第二坐标为所述第二图像的中心点坐标；

20、利用所述单应性矩阵将所述第一坐标转换为参考第二坐标；

21、计算所述参考第二坐标和所述第二坐标的差值，得到所述第一像素位移。

22、在本技术的一些实施例中，所述第一定位信息包括第一经度和第一纬度，所述第二定位信息包括第二经度和第二纬度；所述根据所述第一定位信息和所述第二定位信息，计算所述第一图像和所述第二图像之间的第一物理位移，包括：

23、根据所述第一经度和所述第二经度计算经度差值；

24、根据所述第一纬度和所述第二纬度计算纬度差值；

25、根据所述经度差值、所述纬度差值和地球半径，计算所述第一图像和所述第二图像之间的第一物理位移。

26、在本技术的一些实施例中，所述控制所述飞行设备悬停，以预设角度旋转航向角，并基于所述单应性矩阵得到旋转角度和第二像素位移，包括：

27、控制所述飞行设备在所述第二定位信息对应的位置悬停，以预设角度旋转航向角得到参考航向角；

28、基于所述参考航向角，根据所述单应性矩阵中的旋转信息和平移信息，得到所述旋转角度和所述第二像素位移；其中，所述旋转信息为对所述单应性矩阵进行分解得到的旋转矩阵，所述平移信息为对所述单应性矩阵进行分解得到的平移向量。

29、在本技术的一些实施例中，所述第二定位信息还包括高度信息；所述根据所述旋转角度、所述第二物理位移和所述第二定位信息，计算参考俯仰角，并根据所述参考俯仰角矫正当前俯仰角，包括：

30、根据所述旋转角度和所述第二物理位移，计算旋转半径；

31、根据所述旋转半径和所述高度信息，计算参考俯仰角；

32、将所述航拍云台相机的俯仰角矫正为所述参考俯仰角。

33、第二方面，本技术实施例还提供了一种俯仰角矫正装置，应用如本技术第一方面实施例所述的俯仰角矫正方法，包括：

34、获取模块，用于获取所述飞行设备的第一定位信息及拍摄的第一图像，控制所述飞行设备以预设方向飞行预设时间后，获取所述飞行设备的第二定位信息及拍摄的第二图像；

35、检测模块，用于检测所述第一图像和所述第二图像之间的特征点，计算单应性矩阵；

36、第一计算模块，用于基于所述单应性矩阵计算所述第一图像和所述第二图像的第一像素位移；

37、第二计算模块，用于根据所述第一定位信息和所述第二定位信息，计算所述第一图像和所述第二图像的第一物理位移；

38、控制模块，用于飞行设备悬停，以预设角度旋转航向角，并基于所述单应性矩阵得到旋转角度和第二像素位移；

39、第三计算模块，用于根据所述第一物理位移和所述第一像素位移计算位移比值，并基于所述位移比值和所述第二像素位移，计算第二物理位移；

40、矫正计算模块，用于根据所述旋转角度、所述第二物理位移和所述第二定位信息，计算参考俯仰角，并根据所述参考俯仰角矫正当前俯仰角。

41、第三方面，本技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本技术第一方面实施例所述的俯仰角矫正方法。

42、第四方面，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现如本技术第一方面实施例所述的俯仰角矫正方法。

43、本技术实施例至少包括以下有益效果：

44、本技术实施例提供了一种俯仰角矫正方法、装置、电子设备及存储介质，其中，方法首先获取飞行设备的第一定位信息及拍摄的第一图像，然后控制飞行设备以预设方向飞行预设时间后，获取飞行设备的第二定位信息及拍摄的第二图像，通过检测第一图像和第二图像之间的特征点，计算单应性矩阵从而计算两个图像之间的第一像素位移，然后根据第一定位信息和第二定位信息计算两个图像之间的第一物理位移，再控制飞行设备悬停，以预设角度旋转航向角，从而根据单应性矩阵得到旋转角度和第二像素位移，根据第一物理位移和第一像素位移计算位移比值，并基于位移比值和第二像素位移计算第二物理位移，最后根据旋转角度、第二物理位移和第二定位信息计算参考俯仰角，从而矫正当前俯仰角。由此只需要在飞行设备飞行过程中读取相关的定位信息以及云台相机拍摄的图像信息，通过图像处理和云台旋转即可计算出精确的俯仰角，无需进行预先静态矫正，也不依赖外部设备，操作简便适用范围广泛。

45、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。