[发明专利]一种地面激光雷达与近景摄影测量数据的高精度配准方法

权利要求书

1.一种地面激光雷达与近景摄影测量数据的高精度配准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、获取被扫描物的多张近景摄影图像，并通过地面激光雷达获取所述被扫描物的三维点云；

步骤二、生成所述多张近景摄影图像对应的金字塔影像，并基于多张近景摄影图像的金字塔影像进行由粗到细的SIFT特征提取与匹配，与此同时根据匹配结果建立被扫描物的自由网模型；

步骤三、从所述三维点云和其中几张近景摄影图像上任意选取至少四对控制点，并基于所述控制点对所述自由网模型进行光束法平差以实现对多张近景摄影图像的粗定向；

步骤四、对完成粗定向的多张近景摄影图像中的第一张近景摄影图像分网格提取密集特征点，并以三维点云的深度图像模型为约束，获取每个特征点在相邻的第二张近景摄影图像上的概略位置，然后再进行灰度匹配和最小二乘匹配，以此完成多张近景摄影图像中相邻两张近景摄影图像的同名像点的密集匹配；

步骤五、基于上述密集匹配结果生成被扫描物的影像点云；

步骤六、对获取的被扫描物的三维点云与影像点云进行ICP循环迭代以实现高精度配准。

2.如权利要求1所述的地面激光雷达与近景摄影测量数据的高精度配准方法，其特征在于，还包括：

步骤七、若被扫描物的三维点云与影像点云配准精度不够，则根据最终的配准结果选取出高精度配准点，返回所述步骤三继续进行配准，直到满足设定的配准精度。

3.如权利要求1所述的地面激光雷达与近景摄影测量数据的高精度配准方法，其特征在于，所述步骤二中，所述SIFT特征提取与匹配的过程包括：

首先对多张近景摄影图像的顶层金字塔影像进行SIFT特征提取与匹配，并应用双向匹配一致性约束进行反向匹配；

其次对下一层金字塔影像进行SIFT特征提取与匹配，并基于上一层金字塔影像的匹配结果进行误匹配点的剔除，直到最底层金字塔影像。

4.如权利要求3所述的地面激光雷达与近景摄影测量数据的高精度配准方法，其特征在于，在不同近景摄影图像的最底层金字塔影像还包括利用最小二乘法进行同名像点的匹配。

5.如权利要求1所述的地面激光雷达与近景摄影测量数据的高精度配准方法，其特征在于，所述步骤四中，包括：

将获得的第一张近景摄影图像上的各个密集特征点分别与该影像的摄影中心构成一条空间直线，并计算每一个密集特征点对应的空间直线与三维点云深度图像模型的基准面之间的交点；

对于求得的与基准面的每一个交点而言，

计算其在深度图像模型基准面中的第一格网号，并利用此时的基准面空间位置、第一格网号及该第一格网号上的深度值重新生成一个平行于所述基准面的第一平面；

再根据该空间直线与第一平面的交点计算该交点在第一平面中的第二格网号，继续利用利用第一平面的空间位置、第二格网号及该第二格网号的深度值再重新生成一个平行于所述基准面的第二平面；

直到获得的格网号的深度值小于预设阈值，即确定该格网号所对应的深度图像模型上的点为该空间直线对应的密集特征点在深度图像模型上的物方点。

6.如权利要求5所述的地面激光雷达与近景摄影测量数据的高精度配准方法，其特征在于，还包括：

根据获得的第一张近景摄影图像上的各个密集特征点在深度图像模型上的物方点，分别与第二张近景摄影图像的摄影中心构成一条空间直线，计算这些空间直线与所述第二张近景摄影图像的空间平面方程的交点，得到第一张近景摄影图像上的各个密集特征点在第二张近景摄影图像上同名点的概略位置。

7.如权利要求6所述的地面激光雷达与近景摄影测量数据的高精度配准方法，其特征在于，所述第二张近景摄影图像的空间平面方程由其粗定向参数确定。

8.如权利要求1所述的地面激光雷达与近景摄影测量数据的高精度配准方法，其特征在于，所述步骤五中，采用前方交会的方法获取被扫描物的影像点云。