CN110308433A - 一种激光雷达系统的pos数据和影像触发时间匹配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的激光雷达系统的POS数据和影像触发时间匹配方法，有效利用GPS时间和数码影像拍摄时间的差值，通过快速获取数码影像拍摄时间，设定搜索区域和结合激光点云，进行一次迭代就可以获得准确的GPS时间和数码影像标识一一对应列表，不仅避免了多次迭代也未必能找到准确的对应列表，而且还有效地解决了定时触发器的时间漂移问题，大大提高了DOM数字产品的生产效率，降低了定时触发器的研发难度。

Description

一种激光雷达系统的POS数据和影像触发时间匹配方法
技术领域
本发明涉及地理信息处理技术，尤其是涉及一种激光雷达系统的POS数据和影像触发时间匹配方法。
背景技术
激光雷达(LiDAR)是一种及激光测距、全球定位系统、惯性导航系统技术和高分辨率数码影像技术于一身的用于快速获取地面及地面目标三维高空间分辨率的主动式观测系统。
在近十年内，机载LiDAR技术作为一种精确、快速获取地表三维信息的方法在世界发达国家已经被普遍接受，在地形监测、环境监测、三维测试建模等诸多领域有广阔的发展前景和应用需求。而高分辨率的激光点云数据和高清晰度的数码影像数据的融合必须通过准确的数码影像标识和GPS触发时间列表才能准确获得DOM产品，因此快速准确地获得数码影像标识和GPS触发时间列表关系到LiDAR系统中DOM产品生产的效率高低和质量好坏。
发明内容
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种可提高DOM产品生产效率和质量的激光雷达系统的POS数据和影像触发时间匹配方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种激光雷达系统的POS数据和影像触发时间匹配方法，包括下述步骤：
步骤S110：读入影像数据并解析影像数据格式，获取数码相机在所述影像数据中记录的拍摄时间；
步骤S120：将所述数码影像数据进行影像文件名的重命名，并将重命名后的所述数码影像数据移动到将要进行DOM数据产品生产的目录下；
步骤S130：从IMU中取出事件列表和一个飞行架次拍摄的数码影像时间列表，并设定一个IMU事件发生时间同影像拍摄时间的时间差为初始值，同时解析出IMU事件触发时间频率；
步骤S140：根据所述时间差和所述IMU事件触发频率设定比对范围，对IMU事件发生时间和数码影像拍摄时间进行逐一匹配，并生成影像文件名事件时间列表；
步骤S150：导入激光点云数据、所述数码影像数据、重命名后的所述影像文件名和所述影像文件名事件时间列表，计算当前影像拍摄时间和激光点云对应位置的时间差；
步骤S160：判断当前影像拍摄时间和激光点云对应位置的时间差是否为零，若是，进行下一步；若否，修正IMU事件发生时间同影像拍摄时间的时间差的初始值，并返回步骤S140；
步骤S170：进行激光雷达DOM数字产品的生产。
在一些较佳的实施例中，步骤S110中读入影像数据并解析影像数据格式，获取数码相机在所述影像数据中记录的拍摄时间，其中，以流文件的形式读入影像数据。
在一些较佳的实施例中，步骤S120中，将所述数码影像数据进行影像文件名的重命名，并将重命名后的所述数码影像数据移动到将要进行DOM数据产品生产的目录下，其中，所述数码影像数据按项目名称_日期_天秒格式重命名影像文件名。
在一些较佳的实施例中，步骤S130中，从IMU中取出事件列表和一个飞行架次拍摄的数码影像时间列表，并设定一个IMU事件发生时间同影像拍摄时间的时间差为初始值，同时解析出IMU事件触发时间频率，其中，通过定时触发器获取IMU事件触发时间频率。
在一些较佳的实施例中，步骤S150中，导入激光点云、所述数码影像数据、重命名后的所述影像文件名和所述影像文件名事件时间列表，计算当前影像拍摄时间和激光点云对应位置的时间差，其中，利用激光点云特征物体和影像图像上同一特征物体，计算当前影像拍摄时间和激光点云对应位置的时间差。
本发明采用上述技术方案的优点是：
本发明提供的激光雷达系统的POS数据和影像触发时间匹配方法，有效利用GPS时间和数码影像拍摄时间的差值，通过快速获取数码影像拍摄时间，设定搜索区域和结合激光点云，进行一次迭代就可以获得准确的GPS时间和数码影像标识一一对应列表，不仅避免了多次迭代也未必能找到准确的对应列表，而且还有效地解决了定时触发器的时间漂移问题，大大提高了DOM数字产品的生产效率，降低了定时触发器的研发难度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的激光雷达系统的POS数据和影像触发时间匹配方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为本发明提供的激光雷达系统的POS数据和影像触发时间匹配方法的步骤流程图示意图，包括下述步骤：
步骤S110：读入影像数据并解析影像数据格式，获取数码相机在所述影像数据中记录的拍摄时间。
可以理解，我们将所有影像数据从相机存储设备中存储在一起，所述的影像数据可以有多个及多层子目录，以流文件的形式读入影像数据并解析影像数据格式，从而能够获取数码相机在影像数据中记录的拍摄时间。
步骤S120：将所述数码影像数据进行影像文件名的重命名，并将重命名后的所述数码影像数据移动到将要进行DOM数据产品生产的目录下。
在本实施例中，所有的数码影像数据按项目名称_日期_天秒格式重命名影像文件名，再将重命名后的数码影像数据移动到将要进行DOM数据产品生产的目录下，同时按飞行架次保证各个飞行架次的数码影像拍摄时间列表。
可以理解，在实际中，所述数码影像数据还可以采用其他的命名形式进行文件命名。
可以理解，根据数码影像拍摄时间对数码影像进行重命名和排序，进而保证不同飞行架次的数码影像不重复，避免不同架次拍摄的数码影像因文件名相同而被错误覆盖。
步骤S130：从IMU中取出事件列表和一个飞行架次拍摄的数码影像时间列表，并设定一个IMU事件发生时间同影像拍摄时间的时间差为初始值，同时解析出IMU事件触发时间频率；
可以理解，IMU(惯性测量单元Inertial measurement unit)是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置，从IMU中取出事件列表和一个飞行架次拍摄的数码影像时间列表，并设定一个IMU事件发生时间同影像拍摄时间的时间差为初始值，通过内置于IMU的定时触发器获取IMU事件触发时间频率，这样可以解析得到IMU事件触发时间频率。
步骤S140：根据所述时间差和所述IMU事件触发频率设定比对范围，对IMU事件发生时间和数码影像拍摄时间进行逐一匹配，生成影像文件名事件时间列表；
可以理解，POS系统又称为IMU/DGPS系统，由动态差分GPS(DGPS)、惯性测量装置(IMU)、主控计算机系统(PCS)以及相应的后处理软件四部分组成，由于POS数据中记录的触发时间、时间触发器电路延迟、影像拍摄时间和时间触发器触发时间间隔搜索影像拍摄时间和触发器触发时间差，利用激光点云进行地形匹配，利用地形数据和数码影像数据的差别更正时间差，从而实现触发时间和数码影像的快速匹配。
步骤S150：导入激光点云数据、所述数码影像数据、重命名后的所述影像文件名和所述影像文件名事件时间列表，计算当前影像拍摄时间和激光点云对应位置的时间差；
可以理解，由于激光点云是利用激光在同一空间参考系下获取物体表面每个采样点的空间坐标，得到的是一系列表达目标空间分布和目标表面特性的海量点的集合，从而能够利用激光点云特征物体和影像图像上同一特征物体，计算当前影像拍摄时间和激光点云对应位置的时间差。
步骤S160：判断当前影像拍摄时间和激光点云对应位置的时间差是否为零，若是，进行下一步；若否，修正IMU事件发生时间同影像拍摄时间的时间差的初始值，并返回步骤S140；
可以理解，当当前影像拍摄时间和激光点云对应位置的时间差不为零时，修正一个IMU事件发生时间同影像拍摄时间的时间差为初始值，同时解析出IMU事件触发时间频率，再重复步骤S140-160，直到当前影像拍摄时间和激光点云对应位置的时间差为零。
步骤S170：进行激光雷达DOM数字产品的生产。
当当前影像拍摄时间和激光点云对应位置的时间差为零时，再进行激光雷达DOM数字产品的生产。
本发明提供的激光雷达系统的POS数据和影像触发时间匹配方法，有效利用GPS时间和数码影像拍摄时间的差值，通过快速获取数码影像拍摄时间，设定搜索区域和结合激光点云，进行一次迭代就可以获得准确的GPS时间和数码影像标识一一对应列表，不仅避免了多次迭代也未必能找到准确的对应列表，而且还有效地解决了定时触发器的时间漂移问题，大大提高了DOM数字产品的生产效率，降低了定时触发器的研发难度。
当然本发明的激光雷达系统的POS数据和影像触发时间匹配方法还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (5)

1.一种激光雷达系统的POS数据和影像触发时间匹配方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤S110：读入影像数据并解析影像数据格式，获取数码相机在所述影像数据中记录的拍摄时间；
步骤S120：将所述数码影像数据进行影像文件名的重命名，并将重命名后的所述数码影像数据移动到将要进行DOM数据产品生产的目录下；
步骤S130：从IMU中取出事件列表和一个飞行架次拍摄的数码影像时间列表，并设定一个IMU事件发生时间同影像拍摄时间的时间差为初始值，同时解析出IMU事件触发时间频率；
步骤S140：根据所述时间差和所述IMU事件触发频率设定比对范围，对IMU事件发生时间和数码影像拍摄时间进行逐一匹配，生成影像文件名事件时间列表；
步骤S150：导入激光点云数据、所述数码影像数据、重命名后的所述影像文件名和所述影像文件名事件时间列表，计算当前影像拍摄时间和激光点云对应位置的时间差；
步骤S160：判断当前影像拍摄时间和激光点云对应位置的时间差是否为零，若是，进行下一步；若否，修正IMU事件发生时间同影像拍摄时间的时间差的初始值，并返回步骤S140；
步骤S170：进行激光雷达DOM数字产品的生产。
2.根据权利要求1所述的激光雷达系统的POS数据和影像触发时间匹配方法，其特征在于，步骤S110中读入影像数据并解析影像数据格式，获取数码相机在所述影像数据中记录的拍摄时间，其中，以流文件的形式读入影像数据。
3.根据权利要求1所述的激光雷达系统的POS数据和影像触发时间匹配方法，其特征在于，步骤S120中，将所述数码影像数据进行影像文件名的重命名，并将重命名后的所述数码影像数据移动到将要进行DOM数据产品生产的目录下，其中，所述数码影像数据按项目名称_日期_天秒格式重命名影像文件名。
4.根据权利要求1所述的激光雷达系统的POS数据和影像触发时间匹配方法，其特征在于，步骤S130中，从IMU中取出事件列表和一个飞行架次拍摄的数码影像时间列表，并设定一个IMU事件发生时间同影像拍摄时间的时间差为初始值，同时解析出IMU事件触发时间频率，其中，通过定时触发器获取IMU事件触发时间频率。
5.根据权利要求1所述的激光雷达系统的POS数据和影像触发时间匹配方法，其特征在于，步骤S150中，导入激光点云、所述数码影像数据、重命名后的所述影像文件名和所述影像文件名事件时间列表，计算当前影像拍摄时间和激光点云对应位置的时间差，其中，利用激光点云特征物体和影像图像上同一特征物体，计算当前影像拍摄时间和激光点云对应位置的时间差。
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