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摘要：本发明涉及图像处理和环境建模仿真技术领域，提供了一种基于场景航拍图及稀疏点云的正射影像快速生成方法。该正射影像快速生成方法包括：利用航拍图生成稀疏点云和相机位姿；摆正相机点云与稀疏点云并得到初步映射图；对初步映射图分块并找到每块对应的原始点云和航拍图；找到分块映射图最适合的航拍图并进行纹理映射；将分块映射结果合并得到正射影像。本发明通过航拍图进行正射影像的生成，无需购买专业设备，局限性大幅减少且更加经济实用；仅利用稀疏点云即可完成正射影像的生成，无需生成稠密点云和三维网格，有效地缩短了时间；在保证了图像的分辨率的同时，对后续的其他应用如智慧城市、三维重建等提供了技术支撑。

主权项：1.一种基于场景航拍图及稀疏点云的正射影像快速生成方法，其特征在于，包括：S1利用航拍图生成稀疏点云和相机位姿；S2摆正相机点云与稀疏点云并得到初步映射图；S3对所述初步映射图分块并找到每块对应的原始点云和航拍图；S4找到分块映射图最适合的航拍图并进行纹理映射；S5将分块映射结果合并得到正射影像；所述S1包括：S11准备待处理航拍图；S12利用SfM算法，进行空三解算得到相机位姿和场景稀疏点云；所述S2包括：S21利用相机位姿拟合相机平面并进行旋转矩阵计算；S22利用旋转矩阵摆正稀疏点云，映射稀疏点云至同一平面，得到初步映射图；所述S3包括：S31对映射图进行区块划分；S311指定区块划分满足以下条件：1划分的每一区块内都包含至少10个稀疏点；2划分区块场景不大于单张航拍图中场景的面积，在满足条件1的前提下，对所述区块场景做细分；3结合实际航拍图尺寸与映射图尺寸，将尺寸为p*q的映射图分割成m*n张尺寸为r*s的区块，其中，m*r＝p，n*s＝q，若出现某一区块不满足10个稀疏点的情况，则将该区块与边相邻的四个区块中稀疏点最少的一区块合并，直至满足条件1；S312针对每一区块内的点，结合点云到映射图的映射关系，找到其对应的原始稀疏点云，得到对应的原始稀疏点云块；S32针对每一区块，找到原始稀疏点云对应的原始航拍图；S321从SfM的结果文件中找到每个稀疏点原本所对应的航拍图集以及在每个航拍图中的位置，找到多张包含同一区块中所有点对应点的航拍图；S322对于同一区块中所有点对应的航拍图中所有点，读取其坐标值，保留其在航拍图中坐标值的最大值和最小值，截取该坐标范围内的航拍图，获得某一稀疏点云区块对应的航拍图原位置截图；所述S4包括：S41找到每一区块对应的偏转最小且最中心的航拍图；S411根据航拍图拍摄POS数据或SfM算法得到的相机位姿，获得在进行航拍过程中，相机相对于地面的转角大小，找到转角最小的几张航拍图；S412鉴于航拍图中间畸变最小且最接近俯视情况，结合区块对应的航拍图原位置截图，找到原位置截图最靠近航拍图中心的航拍图；S42找到区块映射图中每个稀疏点对应的航拍图中的所有点；S421从SfM的结果文件中找到稀疏点云中的点与航拍图中特征点的对应关系，结合稀疏点云中的点与区块映射图中的点的映射关系，找到不同区块的映射图中每个稀疏点在其所对应的目标航拍图中的特征点的位置；S422利用一一对应的匹配点对构成对应点集；S43利用对应点集计算区块映射图与航拍图之间的单应矩阵H；S431将所述对应的目标航拍图与区块映射图的点对导入单应矩阵H的计算方程组；S432解算计算方程组，获得单应矩阵H来描述映射图与航拍图之间的坐标转换关系；S44利用单应矩阵H，将航拍图纹理填充至映射图中，S441依次计算航拍图截图中的每个像素点QQx,Qy利用单应矩阵进行单应变换后在映射图的位置Q′Q′x,Q′y，具体计算如下：设V1为三维列向量，其中，V1[0]＝Qy，V1[1]＝Qx，V1[2]＝1，设V2为经过单应矩阵H变换后的三维列向量：V2＝H*V1可得到单应变换后的点的位置坐标为:Q′x＝V2[1]V2[2]Q′y＝V2[0]V2[2]S442用航拍图截图中的像素点的RGB值替换映射图中变换后位置像素点的RGB值，将原有的航拍图纹理填充至映射图中；所述S5包括：S51对每个区块所对应的分块填充结果中超过原对应区块的部分去除，仅保留原本分块部分的填充结果，去除多余部分后获得单个区块映射结果；S52将所有单个区块映射结果根据原本的区块划分方式重新合并，得到正射影像。

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百度查询： 北京航空航天大学 一种基于场景航拍图及稀疏点云的正射影像快速生成方法