(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210341737.4 (22)申请日 2022.03.29 (71)申请人 浙江奥脉 特智能科技有限公司 地址 310000 浙江省杭州市余杭区仓前街 道鼎创财富中心 2幢17层1701室 (72)发明人 朱株　张杰兰　庄振华　邹文凯　 张晓航　何茂丽　 (74)专利代理 机构 北京汇信合知识产权代理有 限公司 1 1335 专利代理师 卢亮辉 (51)Int.Cl. G06V 20/17(2022.01) G06V 10/26(2022.01) G06V 10/46(2022.01) G06V 10/74(2022.01)G06V 10/80(2022.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种输电线路无 人机航拍图像拼接方法 (57)摘要 本发明公开了一种输电线路无人机航拍图 像拼接方法， 包括： 获取多张航拍图像； 检测有重 叠区域的两张航拍图像的SIFT特征点及其匹配 点； 基于SIFT特征点及其匹配点， 采用APAP算法 计算有重叠区域的两张航拍图像的对齐项； 采用 ARAP算法计算有重叠区域的两张航拍图像的局 部相似项； 执行APAP算法后， 计算每个航拍图像 的焦距和最佳旋转角度； 航拍图像旋转后， 计算 有重叠区域的两张航拍图像的全局相似项； 基于 对齐项、 局部相似项和全局相似项， 进行图像合 成。 本发明通过特征点检测与匹配、 对齐项、 局部 相似项、 焦距和旋转估计、 全局相似项将无人机 拍摄的线路局部图像拼接成完整的全 景图， 供相 关人员掌握线路的整体情况。 权利要求书3页 说明书6页 附图1页 CN 114663789 A 2022.06.24 CN 114663789 A 1.一种输电线路无 人机航拍图像拼接方法， 其特 征在于， 包括： 获取多张航拍图像； 检测有重 叠区域的两张航拍图像的SIFT特 征点及其匹配点； 基于所述SIFT特征点及其匹配点， 采用APAP算法计算有重叠区域的两 张航拍图像的对 齐项； 采用ARAP算法计算有重 叠区域的两张航拍图像的局部相似项； 执行APAP算法后， 计算每 个航拍图像的焦距和最佳旋转角度； 航拍图像旋转后， 计算有重 叠区域的两张航拍图像的全局相似项； 基于所述对齐项、 局部相似项和全局相似项， 进行图像合成。 2.如权利要求1所述的输电线路无人机航拍图像拼接方法， 其特征在于， 所述对齐项的 计算方法， 包括： 将每个图像划分成m ×n个四边形网格， 用特征点所在网格的四个顶点的线性组合表示 特征点； 单个图像的所有网格顶点从1到(m+1) ×(n+1)进行编号， 第i个图像网格顶点 集合Vi： 式中， 为第i个图像第k个顶点的坐标； 第i个图像网格边 集合E： 式中， 与 为相邻顶点； APAP两个图像重叠区域在一张图像Ii上的特征点用 表示， 在另一张图像Ij上的对 应点用 表示， 为特征点匹配对， 对齐项能量 函数： 式中， 表示特征点所在网格的四个顶点的线性组合， J是有重叠区域的图像集 合， N表示所拼图像总数， 是最终要求的所有网格 变换之后的顶点。 3.如权利要求2所述的输电线路无人机航拍图像拼接方法， 其特征在于， 所述局部相似 项的能量 函数为： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114663789 A 2其中 表示边 表示该边变形之后的结果， 是边(k,l)旋 转变换， 和 表示为该边顶点坐标的线性组合， c作用于横坐标， s作用于纵坐标， 这种 组合就使得该边进行旋转变换。 4.如权利要求3所述的输电线路无人机航拍图像拼接方法， 其特征在于， 所述焦距和最 佳旋转角度的计算方法， 包括： 根据两个图像的单应性， 估计两个图像的焦距； 将这些估计的中位数作为焦距的初始化， 初始化矩阵为Ki； 根据相机参数估计模型， 通过投影误差估计两张图像相机相对旋转矩阵Rij； 计算得到所有初始的Ki和Rij后， 使用捆绑调整算法计算得到图像Ii的焦距fi和旋转矩 阵Ri； 其中， 若以I1为全景图基准， Ii的相对尺度大小为： si＝f1/fi 将旋转矩阵Rij分解得到相对于相机z轴的旋转角度， 使用线特征匹配估计和捆绑调整 估计的相结合计算图像最佳选转角的方法得到最佳旋转角度 θi。 5.如权利要求4所述的输电线路无人机航拍图像拼接方法， 其特征在于， 所述全局相似 项的能量 函数为： Ii中每条边 的都进行旋转变换； 其中， 权重函数 为远离重叠区域的边缘分配更 多的权重， β 和γ为控制参数， 表示具有公共边(j,k)∈Ei的网格集合， Mi表示重叠区域， 表示网格 中心到重叠区域的距离， mi和ni分别表示图像Ii的行列网格数； 总的能量 函数为： 其中Aa，Als,Ags和0， O， bgs分别表示对齐项， 局部相似项和全局相似项在顶点集对应的雅 可比矩阵和残差向量； 通过最优化计算， 得到最终顶点 集 6.如权利要求5所述的输电线路无人机航拍图像拼接方法， 其特征在于， 所述图像合权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114663789 A 3