[发明专利]基于立体影像分析的大型散料货堆体积测量方法及其设备

权利要求书

1.一种基于立体影像分析的大型散料货堆体积测量方法，其特征在于，所述大型散料货堆的体积方法包括如下步骤：

1）在至少两个维度上获取关于大型散料货堆的多张影像图片，多张影像图片之间具有一定的重合度；

2）对步骤1）中所得的多张影像图片进行处理分析，并通过计算得到散料货堆的体积；

所述步骤1）中的影像图片，其在三个维度上对大型散料货堆进行获取；所述多张影像照片之间的重合度至少为70%；

所述步骤1）中，在三个维度上获取关于大型散料货堆的多张影像图片的方法为，由装配有照相设备的无人机沿一定运动轨迹飞行，在多个位置针对大型散料货堆进行的多次拍摄而获得多张影像图片；所述无人机运动过程中，照相设备始终正对散料货堆的几何中心。

2.按照权利要求1所述的基于立体影像分析的大型散料货堆体积测量方法，其特征在于，所述无人机的运动轨迹包括，圆心与散料货堆的几何中心在同一竖直线上，且平行于水平面的圆形；所述无人机的运动轨迹所处平面高于散料货堆的顶点，且其在散料货堆底部所在平面上的投影覆盖于散料货堆在该平面的投影。

3.按照权利要求2所述的基于立体影像分析的大型散料货堆体积测量方法，其特征在于，所述无人机的运动轨迹中所包括的圆形，其半径与正比于散料货堆在其底面所在平面内的投影尺寸；无人机的运动轨迹中所包括的圆形所在平面距离地面高度正比于散料货堆的高度。

4.按照权利要求3所述的基于立体影像分析的大型散料货堆体积测量方法，其特征在于，所述无人机的飞行轨迹在散料货堆底部所在的平面的投影之外，设置有多个红外线发生器；所述与无人机相链接的照相设备外部设置有与红外线发生器相对应的红外线接收器；控制所述照相设备在设定位置对散料货堆进行拍摄的方法为，当无人机通过自红外线发生器发生的红外线在无人机运动轨迹上的投射位置时，照相装置外部设置的红外线接收器检测到红外线而自动进行拍摄。

5.按照权利要求1所述的基于立体影像分析的大型散料货堆体积测量方法，其特征在于，所述大型散料货堆一侧设置有地标，所述地标由多个固定尺寸的矩形沿固定方向延伸构成。

6.按照权利要求5所述的基于立体影像分析的大型散料货堆体积测量方法，其特征在于，所述地标沿大型散料货堆边部延伸方向的数量不少于三块，在垂直于上述方向上延伸的数量不少于两块；所述矩形地标的尺寸精确度至多为1厘米；所述矩形地标采用与地面，以及散料货堆之间均存在高色差的颜色。

7.按照权利要求6所述的基于立体影像分析的大型散料货堆体积测量方法，其特征在于，所述步骤2）中，通过步骤1）中获得多张影像图片进行处理分析包括如下步骤：

2.1） 将无人机航拍获取的多张影像图片导入三维仿真软件中；

2.2） 在三维仿真软件内，将拍摄的多张照片中的各个像素点与散料货堆中的点相匹配，形成关于散料货堆的深度信息；

2.3） 通过拍摄的多张影像图片信息与步骤2.2）中获得的深度信息相结合，生成散料货堆的网格模型；

2.4） 在步骤2.3）中生成的网格模型上，添加从影像图片中获取的散料货堆的图像纹理；

2.5） 将地标的实际尺寸添加步骤2.4）中的网格模型中；

2.6） 通过步骤2.5）中获取的模型信息，计算散料货堆的体积。

8.按照权利要求7所述的基于立体影像分析的大型散料货堆体积测量方法，其特征在于，所述基于立体影像分析的大型散料货堆体积测量方法采用装配有照相设备的无人机进行测量；所述照相设备包含有机身与镜头；所述无人机的飞行负重至少为1800克；所述照相设备的机身与无人机之间采用有可控制云台进行连接；所述可控制云台水平旋转角度为0°～350°，水平旋转速度为40°～50°/秒；竖直旋转角度为－90°～20°，竖直旋转速度为10°～20°/秒；所述照相设备机身外部设置有红外线接收器；所述照相设备的像素至少为1400万，且其具有光学防抖装置；

所述无人机包括无人机框架，以及与框架相连接，且沿水平方向延伸的多根旋翼支架；所述框架内部设置有飞行控制器，以及与其电性连接的信号接收器；所述旋翼支架末端设置有马达，其连接有多片旋翼翼片；所述马达与飞行控制器之间设置有速度控制器、飞行控制器、马达与速度控制器；所述无人机框架下端面设置有用于无人机起落的起落架。