[发明专利]煤场三维重建方法及系统、火电机组智能控制方法

权利要求书

1.一种煤场三维重建方法，其特征在于，包括：

对煤场获取多幅图像；

从获得的图像中选取图像对，同一组图像对的各幅图像具有对应煤场相匹配的像素；

利用同一组图像对的各幅图像中多对相匹配像素的坐标，获得同一组图像对的各幅图像之间进行空间变换的变换参量；

根据同一组图像对的各幅图像中相匹配像素的坐标以及各幅图像之间的所述变换参量，获得煤场上点的空间坐标，以建立煤场的三维模型。

2.根据权利要求1所述的煤场三维重建方法，其特征在于，从获得的图像中选取多组图像对包括：

对获得的图像提取特征信息；

根据从图像提取的特征信息，从两幅图像中找出相匹配的像素；

若两幅图像中相匹配的像素数量满足第一预设要求，则该两幅图像属于同一组图像对。

3.根据权利要求2所述的煤场三维重建方法，其特征在于，根据从图像提取的特征信息，从两幅图像中找出相匹配的像素包括：

计算其中一幅图像的各个特征点与另一幅图像的任一特征点的欧式距离；

找出最小欧式距离和次小欧式距离并计算两者的比值，若比值小于预设阈值，则最小欧式距离对应的特征点对为相匹配的像素。

4.根据权利要求1所述的煤场三维重建方法，其特征在于，从一组图像对的各幅图像中找出对应煤场相匹配的像素包括：

从已找出的相匹配的像素对中随机取出四个像素对，四个像素对之间不共线，建立以下模型M：

其中，S表示尺度参数，(x，y，1)表示已找出的相匹配像素对的其中一个像素的坐标，(x′，y′，1)表示已找出的相匹配像素对的另一个像素的坐标；

根据以下公式，计算已找出的相匹配像素对中任一像素对与模型M的投影误差，若投影误差满足第三预设要求，则将相应的像素对加入内点集：

其中，n表示已找出的相匹配像素对的个数，(x_i，y_i，1)表示已找出的第i对相匹配像素对的其中一个像素的坐标，(x_i′，y_i′，1)表示已找出的第i对相匹配像素对的另一个像素的坐标；

如果当前内点集I的元素个数大于最优内点集I_best的元素个数，则更新I_best＝I；如果迭代次数k大于K，则退出，否则迭代次数k加1，并重复上述步骤。

5.根据权利要求1-4任一项所述的煤场三维重建方法，其特征在于，利用同一组图像对的各幅图像中多对相匹配像素的坐标，获得同一组图像对的各幅图像之间进行空间变换的变换参量包括：

利用同一组图像对的各幅图像中多对相匹配像素的坐标，根据以下公式计算获得同一组图像对的基础矩阵：

其中，(x，y，1)和(x′，y′，1)分别表示同一组图像对的两幅图像中相匹配像素的坐标，F表示所述基础矩阵；

根据获得的所述基础矩阵以及以下公式获得本征矩阵：E＝K₁^TFK₂，其中，E表示所述本征矩阵，K₁表示同一组图像对中的一幅图像拍摄时使用的摄像装置的内参数矩阵，K₂表示同一组图像对中的另一幅图像拍摄时使用的摄像装置的内参数矩阵；

根据获得的所述本征矩阵获得同一组图像对的各幅图像之间进行空间变换的变换参量。

6.根据权利要求5所述的煤场三维重建方法，其特征在于，对获得的本征矩阵E进行奇异值分解，得到旋转矩阵R和单位平移量t，具体计算方法为：

E＝U*diag(1,1,0)*V^T；

其中，U、V分别为单位正交矩阵，旋转矩阵R和单位平移量t的两组分解形式如下：

t＝UZU^T，R＝UW^TV^T；

t＝-UZU^T，R＝UWV^T；