[发明专利]一种机载热红外影像建筑物真三维温度场构建方法和系统

权利要求书

1.一种机载热红外影像建筑物真三维温度场构建方法，其特征在于，包括：

通过倾斜航空摄影获取可见光影像序列与热红外影像序列；

根据所述可见光影像序列与热红外影像序列分别生成可见光影像点云和热红外影像点云，并完成可见光影像点云和热红外影像点云的粗配准；

基于所述粗配准结果，通过共轭四平面匹配集合实现所述可见光影像点云与热红外影像点云精配准；

确定每个三维地面点的候选热红外纹理集合，通过全局影像位姿优化对外方位元素进行所述微调，从而实现大范围温度场三维构建。

2.如权利要求1所述的建筑物真三维温度场构建方法，其特征在于，所述可见光影像点云和热红外影像点云通过运动结构恢复技术SfM对所述可见光影像序列与热红外影像序列进行构建，分别生成可见光影像点云和热红外影像点云，并利用辅助定位数据实现可见光影像点云与热红外影像点云的粗配准。

3.如权利要求1所述的建筑物真三维温度场构建方法，其特征在于，所述精配准的方法为：

基于八叉树的点云压缩方法对可见光影像点云和热红外影像点云进行重采样，实现所述可见光影像点云与热红外影像点云的体素化；

计算经过体素化后的可见光影像点云与热红外影像点云的显著性特征，并将体素分类为平面区域和非平面区域，通过所述显著性特征确定属于所述平面区域的体素集合，合并相邻平面区域内的体素，从而实现可见光影像点云与热红外影像点云的平面面片提取；

根据所述平面面片提取的结果，以所述粗配准的结果为先验条件，通过共轭四平面集合实现可见光影像点云与热红外影像点云的精配准。

4.如权利要求3所述的建筑物真三维温度场构建方法，其特征在于，所述显著性特征的计算方法为：

通过可见光影像点云与热红外影像点云的体素内所有离散点，计算协方差矩阵；

通过主成分分析计算所述协方差矩阵的特征值和特征向量；

通过所述特征值和特征向量计算所述体素的显著性特征。

5.如权利要求4所述的建筑物真三维温度场构建方法，其特征在于，所述体素分类的方法为：获得三个显著性特征，若第二个显著性特征大于第一个显著性特征，且大于第三个显著性特征，则所述体素为平面区域，否则为非平面区域。

6.如权利要求1-5任一项所述的建筑物真三维温度场构建方法，其特征在于，所述共轭四平面匹配集合的方法为：

以可见光影像点云为基准模型，寻找空间距离远且法向量角度相差大的四个平面{P_a,P_b,P_c,P_d}作为基准四平面；

以热红外影像点云为目标模型，寻找空间距离远且法向量角度相差大的四个平面{P′_a,P′_b,P′_c,P′_d}作为目标四平面；

以所述基准模型和目标模型的四个平面的法向量与相交向量之间的夹角比例不变为匹配条件，采用随机抽样一致性算法RANSAC找到满足匹配条件最多的内点匹配集合，并利用最小二乘方法实现仿射变换参数的精确解算，从而实现可见光影像点云和热红外影像点云的精配准。

7.如权利要求1-5任一项所述的建筑物真三维温度场构建方法，其特征在于，所述候选热红外纹理集合的确定方法为：

通过距离缓冲区可视性检验方法移除被遮挡的错误纹理，确定每个三维地面点的候选热红外纹理集合；以每个漫反射三维地面点为基本单元，以最小化重叠影像之间的温度差异为目标，利用最小二乘方法实现热红外影像序列位姿优化，计算重叠影像的等权温度平均值作为热红外纹理映射结果，完成真三维温度场模型构建。