一种无人机多镜头摄影测量数据处理装置

技术领域

本申请涉及无人机测量技术领域，尤其涉及一种无人机图像数据处理装置。

背景技术

摄影测量是指通过摄像模组拍摄方式测量目标物的形状、大小和空间位置的技术，空中三角测量则是其中一种。目前的空中三角测量一般使用无人机搭载数码相机采集数字化的图像，利用计算机的运算能力，生成出DOM(数字正射模型)、DEM(数字高程模型)、DSM(数字表面模型)，到2015年前后，使用倾斜五镜头相机同时采集地表地物的侧面纹理，利用计算机提取照片的同名点后进行特征点匹配，生成密集点云后构建三角网，然后再进行纹理贴图，最终生成3DM(三维实景模型)。

目前测量型倾斜摄影多镜头一般的工作逻辑是：由无人机挂载一个多镜头倾斜摄影设备在指定的航线上对地面地物进行拍摄，无人机的飞控系统通过一条信号线触发多镜头的快门，同时利用相机的热靴与相机的快门同时响应的原理，在热靴中接入一条拍照成功反馈信号线到飞控系统，飞控系统会记录下快门拍照的时间点。其次，多镜头拍摄成功的照片将会按自动增长的顺序记录拍摄成功的图像，每满一定数量的图像会自动建立一个新文件夹，图像名称又重新从1开始命名。

实际情况下，一次测量过程内拍摄到的照片往往包含大量的无效图像，为保证测量准确性，需要依靠人工对大量的无用数据进行筛选和整理，严重限制了摄影测量的测量效率。

发明内容

本申请提供了一种无人机多镜头摄影测量数据处理装置，用于解决现有摄影测量获得的无效数据需要依靠人工对大量的无用数据进行筛选和整理，限制了摄影测量的测量效率的技术问题。

有鉴于此，本申请提供了一种无人机多镜头摄影测量数据处理装置，包括：

存储空间扫描模块，用于获取保存在无人机存储空间的图像数据，所述无人机存储空间包含多个存储子空间，且每个存储子空间对应存储一个镜头模组拍摄的图像数据；

POS信息处理模块，用于提取包含在图像数据中的POS信息；

图像高程信息确定模块，用于根据所述POS信息确定图像数据对应的图像高程信息；

第一无效图像识别模块，用于根据所述图像高程信息与仿地飞行高程阈值进行比较，将图像高程信息低于所述仿地飞行高程阈值的图像数据判定为无效图像数据；

第二无效图像识别模块，用于根据所述POS信息与预设的测量目标位置信息进行比较，确定拍摄图像数据时无人机和测量目标之间相对方位，根据所述相对方位，结合所述无人机中各个镜头模组的实时拍摄范围，将不包含所述测量目标的图像数据判定为无效图像数据；

无效图像剔除模块，用于对所述无效图像数据进行剔除处理。

优选地，还包括：

图像数据分组模块，用于根据图像数据的拍摄时间，与飞行架次时间进行比较，将属于同一架次的图像数据划分到同一分组。

优选地，还包括：

图像数据分类模块，用于根据图像数据的存储路径标识，结合存储子空间与镜头模组的对应关系，确定图像数据对应的镜头模组，以将由同一镜头模组拍摄的图像数据划分为同一类别。

优选地，还包括：

漏拍检测模块，用于根据各个图像数据的拍摄时间进行横向比对，根据相同拍摄时间的图像数据与镜头模组数量的比较结果，得到图像漏拍检测结果。

优选地，还包括：

坐标偏移判定模块，用于根据各个图像数据的拍摄时间进行排序，并根据排序结果确定待判定POS信息以及所述待判定POS信息的相邻POS信息，以根据所述待判定POS信息以及所述相邻POS信息的飞行姿态信息，生成飞行路径，再计算所述待判定POS信息的坐标与所述飞行路径的偏差，以根据所述偏差值确定所述待判定POS信息的坐标偏移判定结果。

优选地，还包括：

POS信息填补模块，用于当检测出存在缺失的POS信息时，根据缺失的POS信息的相邻POS信息，结合无人机的飞行方向、拍照时间间隔，以及所述无人机的平均飞行速率，对缺失的POS信息进行信息填补。

优选地，还包括：

图像倾角调整模块，用于根据从图像数据中提取的图像特征点，结合透视原理，对图像数据旋转成正向图像。

优选地，还包括：

缩略图生成模块，用于对图像数据重采样处理，生成所述图像数据对应的缩略图。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请通过扫描每个镜头的存储空间，根据包含在图像数据中POS信息确定无人机的拍摄该图像数据时的高程及与测量目标之间的相对位置，并根据高程和相对位置，自动快速筛查、剔除无用图像数据，提高图像数据的整理效率和可靠性，降低在测量工作中人员的投入和出错机率，解决了现有摄影测量获得的无效数据需要依靠人工对大量的无用数据进行筛选和整理，限制了摄影测量的测量效率的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请提供的一种无人机多镜头摄影测量数据处理装置的第一个实施例结构示意图；

图2为本申请提供的一种无人机多镜头摄影测量数据处理装置的第二个实施例结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种无人机多镜头摄影测量数据处理装置，用于解决现有摄影测量获得的无效数据需要依靠人工对大量的无用数据进行筛选和整理，限制了摄影测量的测量效率的技术问题。

为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，本申请第一个实施例提供了一种无人机多镜头摄影测量数据处理装置，包括：

存储空间扫描模块101，用于获取保存在无人机存储空间的图像数据，所述无人机存储空间包含多个存储子空间，且每个存储子空间对应存储一个镜头模组拍摄的图像数据。

POS信息处理模块102，用于提取包含在图像数据中的POS信息。

其中，一般的POS数据主要包括GPS数据和IMU数据，GPS数据一般用X、Y、Z表示，代表了飞机在飞行中曝光点时刻的地理位置，IMU数据主要包含了：航向角(Phi)、俯仰角(Omega)及翻滚角(Kappa)三个数据。

需要说明的是，本申请借助无人机硬件系统输出的各个图像的拍照时间点和通过GNSS记录的高精度位置信息(又称为POS数据)，以及按相机按自有逻辑存储的图像，快速的区分出每架次的图像的数据，对齐每一个拍照时间点应该对应的图像，把拍照点的位置信息写入到图像数据中，使图像数据可以直接用于后续的空中三角测量。

图像高程信息确定模块103，用于根据所述POS信息确定图像数据对应的图像高程信息。

第一无效图像识别模块104，用于根据所述图像高程信息与仿地飞行高程阈值进行比较，将图像高程信息低于所述仿地飞行高程阈值的图像数据判定为无效图像数据。

需要说明的是，为保证相机正常，在飞行前和降落后关机前会在地面进行试拍。软件自动根据POS点的平均高程数据计算仿地飞行高程阈值，对POS高程低于该仿地飞行高程阈值的图像数据，可被判定为无效图像数据并进行自动剔除。从而能保证仿地飞行高程变化的POS数据不受影响。

第二无效图像识别模块105，用于根据所述POS信息与预设的测量目标位置信息进行比较，确定拍摄图像数据时无人机和测量目标之间相对方位，根据所述相对方位，结合所述无人机中各个镜头模组的实时拍摄范围，将不包含所述测量目标的图像数据判定为无效图像数据。

同时，由于多镜头相机中的倾斜镜头是为了拍照测区范围内所有地物的侧面细节，因此当在测区外拍往测区内时，只有一个镜头的图像数据是有效的。本申请提供的第二无效图像识别模块则是根据所述POS信息与预设的测量目标位置信息进行比较，确定拍摄图像数据时无人机和测量目标之间相对方位，根据所述相对方位，结合所述无人机中各个镜头模组的实时拍摄范围，将不包含所述测量目标的图像数据判定为无效图像数据。

无效图像剔除模块106，用于对所述无效图像数据进行剔除处理。

接着，通过将被判定为无效图像数据的图像数据进行自动剔除处理，自动快速筛查、剔除无用图像数据，提高图像数据的整理效率和可靠性，降低在测量工作中人员的投入和出错机率，可以降低后续参与空中三角测量的图像数据量，提高计算效率，解决了现有摄影测量获得的无效数据需要依靠人工对大量的无用数据进行筛选和整理，限制了摄影测量的测量效率的技术问题。

以上为本申请提供的一种无人机多镜头摄影测量数据处理装置的第一个实施例的详细说明，下面为本申请在上述第一个实施例的基础上，提供的一种无人机多镜头摄影测量数据处理装置的第二个实施例的详细说明

请参阅图2，本申请第二个实施例提供了一种无人机多镜头摄影测量数据处理装置，包括：

在第一个实施例的基础上，进一步地，还包括：

图像数据分组模块107，用于根据图像数据的拍摄时间，与飞行架次时间进行比较，将属于同一架次的图像数据划分到同一分组。

进一步地，还包括：

图像数据分类模块108，用于根据图像数据的存储路径标识，结合存储子空间与镜头模组的对应关系，确定图像数据对应的镜头模组，以将由同一镜头模组拍摄的图像数据划分为同一类别。

需要说明的是，本实施例提供的装置还提供了对图像数据进行自动分类分组的功能，通过上述的图像数据分组模块和图像数据分类模块的处理，可以得到已按照无人机飞行架次分组的图像数据，且每个分组内的图像数据又可以按照拍摄镜头模组的不同进一步分类，进一步提高了图像数据整理的效率。

进一步地，还包括：

漏拍检测模块109，用于根据各个图像数据的拍摄时间进行横向比对，根据相同拍摄时间的图像数据与镜头模组数量的比较结果，得到图像漏拍检测结果。

需要说明的是，根据拍照时间的同步性，横向对比各镜头的照片拍照时间，识别出某个镜头是否漏片，当图像漏拍检测结果确定存在漏片时，可以插入漏片标识。

进一步地，还包括：

坐标偏移判定模块110，用于根据各个图像数据的拍摄时间进行排序，并根据排序结果确定待判定POS信息以及所述待判定POS信息的相邻POS信息，以根据所述待判定POS信息以及所述相邻POS信息的飞行姿态信息，生成飞行路径，再计算所述待判定POS信息的坐标与所述飞行路径的偏差，以根据所述偏差值确定所述待判定POS信息的坐标偏移判定结果。

需要说明的是，本申请实施例的装置还可以进一步根据POS点记录的飞机姿态和前后点的位置，识别GNSS设备干扰造成的飞点，具体方式为根据各个图像数据的拍摄时间进行排序，并根据排序结果确定待判定POS信息以及所述待判定POS信息的相邻POS信息，以根据所述待判定POS信息以及所述相邻POS信息的飞行姿态信息，生成飞行路径，再计算所述待判定POS信息的坐标与所述飞行路径的偏差，以根据所述偏差值确定所述待判定POS信息的坐标偏移判定结果。

进一步地，还包括：

POS信息填补模块111，用于当检测出存在缺失的POS信息时，根据缺失的POS信息的相邻POS信息，结合无人机的飞行方向、拍照时间间隔，以及所述无人机的平均飞行速率，对缺失的POS信息进行信息填补。

需要说明的是，本实施例的装置还可以根据飞行的方向和拍照间隔或拍照时间，利用POS点缺失内插算法，自动识别因设备拍照反馈失败造成的无POS点记录。自动平滑插入POS点数据。

其中，本实施例的提及的相邻POS信息指的是基准点(待判定POS信息对应的坐标点或缺失的POS信息对应的坐标点)在飞行路径的前后点。

进一步地，还包括：

图像倾角调整模块112，用于根据从图像数据中提取的图像特征点，结合透视原理，对图像数据旋转成正向图像。

需要说明的是，本申请实施例的装置还可以通过提取像片特征点，根据透视原理和设置的阈值，自动将由于倾角被旋转存储的图像进行无损旋转至正向。

进一步地，还包括：

缩略图生成模块113，用于对图像数据重采样处理，生成所述图像数据对应的缩略图。

需要说明的是，本申请实施例的装置还可以结合快速重采样算法，提取图像缩略图，缩略图支持写入照片exif信息中，方便用户进行浏览检查。

此外，本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。