本发明涉及电力线廊道的消费级数码相机图像处理技术领域，尤其涉及一种电力线廊道消费级数码相机快速拼图方法及装置。
背景技术：
与卫星遥感和航空有人机遥感相比，无人机机动性强、起降方式灵活，设备、维护及作业成本较低，且由于其飞行高度低故而可获得很高分辨率的航拍影像。相对于有人机航空摄影，无人机遥感可在云下进行，受天气条件的影响相对较低，在自然灾害的快速应急响应中可发挥很大的作用。在无人机上搭载量测型相机，已有较多的实际案例，但搭载消费级相机非常少见。
在摄影测量觉与遥感领域，从现有商业数据处理系统所具备功能来讨论，如德国inpho、法国pixelfactory，以及国内的jx4/5、virtuozo/dpgrid、pixelgrid等应用系统，均是针对机载/星载可见光影像数据所研发的后处理软件,都有着较长时间研发历程与丰富的行业应用背景，至少能解决地形基础测绘产品数字表面模型、数字高程模型、数字正射影像的高精度生产问题。但针对处理无人机上的消费型传感器正射影像拼图问题，确实还是非常困难。
现有技术主要针对无人机搭载量测型专业数码相机的数据处理，而忽略了消费型数码相机数据的处理技术，从而大大影响了该项技术的推广程度。
技术实现要素：
针对上述缺点，本发明实施例提供了一种电力线廊道消费级数码相机快速拼图方法及装置，其重要环节共包含：全自动空三、dem生成及正射镶嵌等3个方面，用于解决传统技术难以处理无人机上的消费型传感器正射影像拼图的技术问题。
本发明提供的一种电力线廊道消费级数码相机快速拼图方法，包括：
s1：获取消费级数码相机的原始光学影像，生成影像列表，进行稀疏匹配生成特征点信息；
s2：根据影像列表和特征点信息进行全自动空中三角测量算法，输出加密结果；
s3：根据加密结果生成摄影区域内的数字高程模型；
s4：依照传统几何纠正方式对数字高程模型进行逐片正射影像纠正，计算初始镶嵌线并实现整体影像图的镶嵌。
优选地，所述步骤s2具体包括：
a1：根据特征点信息对影像列表执行筛选算法，获得初始图像对；
a2：根据筛选后初始图像对的几何约束关系自动校验出系统的镜头系统误差参数，生成系统误差模型；
a3：根据系统误差模型对筛选后的初始图像对执行符合严密共线条件的整体区域网平差解算；
a4：检测解算结果是否符合预设的检测条件，若是，则输出加密结果，若否，则搜索新的初始图像对并返回执行步骤a2。
优选地，所述步骤s3具体包括：
b1：对加密结果中的三维点云坐标执行邻域约束点云粗差剔除算法；
b2：根据执行邻域约束点云粗差剔除算法后的三维点云坐标获取初始种子点；
b3：根据初始种子点对执行邻域约束点云粗差剔除算法后的三维点云坐标执行渐进式三角网滤波算法，获得裸露地面点云数据；
b4：根据裸露地面点云数据执行数字高程模型内插算法，获得摄影区域内的数字高程模型。
优选地，所述步骤s4具体包括：
c1：根据数字高程模型中的原始待镶嵌影像进行逐片正射影像纠正，计算获得初始镶嵌线；
c2：根据初始镶嵌线对原始待镶嵌影像进行逐块影像填充，生成整体镶嵌图；
c3：对整体镶嵌图和初始镶嵌线执行色彩均衡算法，获得并输出整体影像图。
优选地，所述镜头系统误差参数具体包括：焦距参数、主点偏移参数、径向畸变参数、切向畸变参数。
本发明提供的一种电力线廊道消费级数码相机快速拼图装置，包括：
原始光学影像预处理模块，用于获取消费级数码相机的原始光学影像，生成影像列表，进行稀疏匹配生成特征点信息；
空中三角测量模块，用于根据影像列表和特征点信息进行全自动空中三角测量算法，输出加密结果；
dem生成模块，用于根据加密结果生成摄影区域内的数字高程模型；
整体镶嵌模块，用于依照传统几何纠正方式对数字高程模型进行逐片正射影像纠正，计算初始镶嵌线并实现整体影像图的镶嵌。
优选地，所述空中三角测量模块具体包括：
筛选单元，用于根据特征点信息对影像列表执行筛选算法，获得初始图像对；
系统误差模型生成单元，用于根据筛选后初始图像对的几何约束关系自动校验出系统的镜头系统误差参数，生成系统误差模型；
整体区域网平差解算单元，用于根据系统误差模型对筛选后的初始图像对执行符合严密共线条件的整体区域网平差解算；
检测输出单元，用于检测解算结果是否符合预设的检测条件，若是，则输出加密结果，若否，则搜索新的初始图像对并返回执行系统误差模型生成单元。
优选地，所述dem生成模块具体包括：
邻域约束点云粗差剔除单元，用于对加密结果中的三维点云坐标执行邻域约束点云粗差剔除算法；
初始种子点获取单元，用于根据执行邻域约束点云粗差剔除算法后的三维点云坐标获取初始种子点；
裸露地面点云数据获取模块，用于根据初始种子点对执行邻域约束点云粗差剔除算法后的三维点云坐标执行渐进式三角网滤波算法，获得裸露地面点云数据；
数字高程模型内插单元，用于根据裸露地面点云数据执行数字高程模型内插算法，获得摄影区域内的数字高程模型。
优选地，所述整体镶嵌模块具体包括：
逐片正射影像纠正单元，用于根据数字高程模型中的原始待镶嵌影像进行逐片正射影像纠正，计算获得初始镶嵌线；
逐块影像填充单元，用于根据初始镶嵌线对原始待镶嵌影像进行逐块影像填充，生成整体镶嵌图；
整体影像图获取与输出单元，用于对整体镶嵌图和初始镶嵌线执行色彩均衡算法，获得并输出整体影像图。
优选地，所述镜头系统误差参数具体包括：焦距参数、主点偏移参数、径向畸变参数、切向畸变参数。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明提供的一种电力线廊道消费级数码相机快速拼图方法，包括：获取消费级数码相机的原始光学影像，生成影像列表，进行稀疏匹配生成特征点信息；根据影像列表和特征点信息进行全自动空中三角测量算法，输出加密结果；根据加密结果生成摄影区域内的数字高程模型；依照传统几何纠正方式对数字高程模型进行逐片正射影像纠正，计算初始镶嵌线并实现整体影像图的镶嵌，通过全自动空三、dem生成及正射镶嵌解决了传统技术难以处理无人机上的消费型传感器正射影像拼图的技术问题。本发明还提供一种电力线廊道消费级数码相机快速拼图装置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电力线廊道消费级数码相机快速拼图方法的一个实施例的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种电力线廊道消费级数码相机快速拼图方法的另一个实施例的示意图。
具体实施方式
针对上述缺点，本发明实施例提供了一种电力线廊道消费级数码相机快速拼图方法及装置，其重要环节共包含：全自动空三、dem生成及正射镶嵌等3个方面，用于解决传统技术难以处理无人机上的消费型传感器正射影像拼图的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供的一种电力线廊道消费级数码相机快速拼图方法的一个实施例，包括：
s1：获取消费级数码相机的原始光学影像，生成影像列表，进行稀疏匹配生成特征点信息；
获取消费级数码相机的原始光学影像，生成影像列表，进行稀疏匹配生成特征点信息，其中稀疏匹配是一种普通图像的特征匹配算法，可获得特征点信息。
s2：根据影像列表和特征点信息进行全自动空中三角测量算法，输出加密结果；
获得影像列表和特征点信息后，根据影像列表和特征点信息进行全自动空中三角测量算法，可获得加密结果并输出。
s3：根据加密结果生成摄影区域内的数字高程模型；
根据加密结果，正好能生成摄影区域内的数字高程模型，举个例子，可以通过加密点坐标生成摄影区域内的数字高程模型。
s4：依照传统几何纠正方式对数字高程模型进行逐片正射影像纠正，计算初始镶嵌线并实现整体影像图的镶嵌；
生成摄影区域内的数字高程模型后，依照传统几何纠正方式对数字高程模型进行逐片正射影像纠正，计算初始镶嵌线并实现整体影像图的镶嵌。
本发明实施例提供的一种电力线廊道消费级数码相机快速拼图方法，包括：获取消费级数码相机的原始光学影像，生成影像列表，进行稀疏匹配生成特征点信息；根据影像列表和特征点信息进行全自动空中三角测量算法，输出加密结果；根据加密结果生成摄影区域内的数字高程模型；依照传统几何纠正方式对数字高程模型进行逐片正射影像纠正，计算初始镶嵌线并实现整体影像图的镶嵌，通过全自动空三、dem生成及正射镶嵌解决了传统技术难以处理无人机上的消费型传感器正射影像拼图的技术问题。
以上是对本发明实施例提供的一种电力线廊道消费级数码相机快速拼图方法的一个实施例进行详细的描述，以下将对本发明实施例提供的一种电力线廊道消费级数码相机快速拼图方法的另一个实施例进行详细的描述。
请参阅图2，本发明实施例提供的一种电力线廊道消费级数码相机快速拼图方法的另一个实施例，包括：
201：获取消费级数码相机的原始光学影像，生成影像列表，进行稀疏匹配生成特征点信息；
然后需要根据影像列表和特征点信息进行全自动空中三角测量算法，输出加密结果，在传统的摄影测量制图作业流程中，一般人们会对数码相机进行精确的实验室自检校处理，以最大限度地消除镜头系统误差对后续测量结果的影响。但对于广大的非制图领域的行业用户来讲，采用日益普及的小型无人机搭载消费型数码相机进行三维重建或测绘地形图的需求非常旺盛。因此，针对消费型数码相机所拍摄图片进行精确的空中三角测量是整个数据处理环节中的关键性步骤，主要包括步骤202、步骤203、步骤204、步骤205；
202：根据特征点信息对影像列表执行筛选算法，获得初始图像对；
影像列表中的图像中含有特征点，其中某两个图像含有公共的特征点，则这两个图像之间具备几何约束关系，可组成初始图像对。可根据此原理设计相应的筛选算法根据特征点信息对影像列表进行筛选获得初始图像对。
203：根据筛选后初始图像对的几何约束关系自动校验出系统的镜头系统误差参数，生成系统误差模型；
镜头系统误差参数具体包括：焦距参数、主点偏移参数、径向畸变参数、切向畸变参数。即算法中的系统误差模型采用7参数模型，焦距(f)，主点偏移(x0，y0)、径向畸变(k1，k2)、切向畸变(p1，p2)。本发明实施例采用完全的在线自检校方法来完成空中三角测量，即依赖影像间的几何约束关系来自动校验出系统的镜头系统误差参数。
204：根据系统误差模型对筛选后的初始图像对执行符合严密共线条件的整体区域网平差解算；
系统误差模型采用7参数模型，包含了相机的内外参数，根据系统误差模型对筛选后的初始图像对执行符合严密共线条件的整体区域网平差解算(即进行平差优化计算)，得到影像列表中所有图像的相机内外参数和加密点三维坐标。可参照增量式sfm中相应的平差优化算法。
205：检测解算结果是否符合预设的检测条件，若是，则输出加密结果，若否，则搜索新的初始图像对并返回执行步骤203；
从步骤202至步骤205不难看出，上述所设计的全自动空中三角测量算法，仅需要输入随机的影像列表和稀疏匹配所生成的特征点信息即可完成全自动处理流程，从而避免了繁琐的航带排列与相对定向、模型连接等较低效的立体重建过程。算法通过初始图像对的筛选后，直接进入到符合严密共线条件的整体区域网平差流程，其计算过程简单高效，非常利于计算机程序编码实施。同时也提升了稀疏重建算法的可靠性。
然后根据加密结果生成摄影区域内的数字高程模型，主要包括步骤206、步骤207、步骤208、步骤209。
206：对加密结果中的三维点云坐标执行邻域约束点云粗差剔除算法；
对加密结果中的三维点云坐标执行邻域约束点云粗差剔除算法，可参照现有的邻域约束点云粗差剔除算法进行。
207：根据执行邻域约束点云粗差剔除算法后的三维点云坐标获取初始种子点；
根据执行邻域约束点云粗差剔除算法后的三维点云坐标中自动获取用于进行滤波的种子点。
208：根据初始种子点对执行邻域约束点云粗差剔除算法后的三维点云坐标执行渐进式三角网滤波算法，获得裸露地面点云数据；
在粗差剔除的前提下，依据自动筛选的初始种子点，依据坡度、距离等几何阈值条件，迭代自适应地实现地形点与非地形点的自动区分，从而达到滤波分类效果。
209：根据裸露地面点云数据执行数字高程模型内插算法，获得摄影区域内的数字高程模型。
数字高程模型内插算法可参照内插dem算法。
需要说明的是，在步骤202至步骤209中，空中三角测量主要目的是恢复相机摄影过程中的位置和姿态，并能生成稀疏的加密点三维坐标，而加密点坐标正好能生成要被摄影区域内的进字高程模型数据。在实践过程中，为了得到较好质量的数字高程模型，需要对三维点云进行粗分类(专业术语，也称滤波)，获取裸露地面点云数据，再由裸露地面点数据内插生成dem，
然后依照传统几何纠正方式对数字高程模型进行逐片正射影像纠正，计算初始镶嵌线并实现整体影像图的镶嵌，主要包括步骤210、步骤211、步骤212。
210：根据数字高程模型中的原始待镶嵌影像进行逐片正射影像纠正，计算获得初始镶嵌线；
单片纠正后的正射影像包含着明确几何多边形范围，如何从一系列相互重叠的多边形集中获取每张照片的镶嵌范围，是解决整体镶嵌的关键过程。一般来讲，存在两类算法进行初始镶嵌多边形的生成，并被各类商用系统广泛采用。第一类方法，直接用多边形两两求交方式获取镶嵌边界线，初始情况下边界线非常规则，随着多边形的引入而逐渐精化镶嵌线边界，并最终获取镶嵌线轮廓；第二类方法法则从二维delaunay三角网及其对偶图这一理论出发，依据每个多边形的中心点构建delaunay三角形，并生成其对偶的voronoi图，voronoi图对应的多边形边界即为镶嵌多边形的轮廓。值得一提的是，上述两类算法都非常适合计算机编码实现，并能在普通电脑上支持十万级的正射影像同时入网镶嵌。
211：根据初始镶嵌线对原始待镶嵌影像进行逐块影像填充，生成整体镶嵌图；
获取初始镶嵌线后，测区内影像按照各自的几何镶嵌范围进行逐块填充，生成整体镶嵌图。
212：对整体镶嵌图和初始镶嵌线执行色彩均衡算法，获得并输出整体影像图；
镶嵌线与镶嵌图的叠加即可方便地获取影像间的边界过渡像素值，为色彩均衡调整提供有效的数据信息，再利用有效的色彩均衡算法，达到整体有效的镶嵌效果，最终输出镶嵌效果图。
本发明实施例设计了消费级数码相机影像正射镶嵌图快速生成方法，其重要环节共包含：全自动空三、dem生成及正射镶嵌等3个方面，与传统数字摄影测量系统不同的是：快速镶嵌图生成算法避免了时间复杂度较高的稠密匹配环节，而采用可靠性更高的空三稀疏点云进行dem内插，可最大限度地提升整体处理流程的自动化和稳健性。
以下将对本发明实施例提供的一种电力线廊道消费级数码相机快速拼图装置的一个实施例进行详细的描述。
本发明实施例提供的一种电力线廊道消费级数码相机快速拼图装置的一个实施例，包括：
原始光学影像预处理模块，用于获取消费级数码相机的原始光学影像，生成影像列表，进行稀疏匹配生成特征点信息；
空中三角测量模块，用于根据影像列表和特征点信息进行全自动空中三角测量算法，输出加密结果；
dem生成模块，用于根据加密结果生成摄影区域内的数字高程模型；
整体镶嵌模块，用于依照传统几何纠正方式对数字高程模型进行逐片正射影像纠正，计算初始镶嵌线并实现整体影像图的镶嵌。
进一步地，空中三角测量模块具体包括：
筛选单元，用于根据特征点信息对影像列表执行筛选算法，获得初始图像对；
系统误差模型生成单元，用于根据筛选后初始图像对的几何约束关系自动校验出系统的镜头系统误差参数，生成系统误差模型；
整体区域网平差解算单元，用于根据系统误差模型对筛选后的初始图像对执行符合严密共线条件的整体区域网平差解算；
检测输出单元，用于检测解算结果是否符合预设的检测条件，若是，则输出加密结果，若否，则搜索新的初始图像对并返回执行系统误差模型生成单元。
进一步地，dem生成模块具体包括：
邻域约束点云粗差剔除单元，用于对加密结果中的三维点云坐标执行邻域约束点云粗差剔除算法；
初始种子点获取单元，用于根据执行邻域约束点云粗差剔除算法后的三维点云坐标获取初始种子点；
裸露地面点云数据获取模块，用于根据初始种子点对执行邻域约束点云粗差剔除算法后的三维点云坐标执行渐进式三角网滤波算法，获得裸露地面点云数据；
数字高程模型内插单元，用于根据裸露地面点云数据执行数字高程模型内插算法，获得摄影区域内的数字高程模型。
进一步地，整体镶嵌模块具体包括：
逐片正射影像纠正单元，用于根据数字高程模型中的原始待镶嵌影像进行逐片正射影像纠正，计算获得初始镶嵌线；
逐块影像填充单元，用于根据初始镶嵌线对原始待镶嵌影像进行逐块影像填充，生成整体镶嵌图；
整体影像图获取与输出单元，用于对整体镶嵌图和初始镶嵌线执行色彩均衡算法，获得并输出整体影像图。
进一步地，镜头系统误差参数具体包括：焦距参数、主点偏移参数、径向畸变参数、切向畸变参数。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。