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申请/专利权人：北京漫漫星图科技有限公司
摘要：近年来，无人机被广泛用于工程施工的各个阶段。尤其在工程施工监测过程中，监理人员按照工程设计图纸，通过飞机视频巡航如无人机巡航来监控作业进度。但是由于工程设计图纸与无人机航拍视频相互独立，要求监理人员需要很强的专业素养与工程经验。为此，本发明提出一种基于实时SLAM技术的设计图纸和航拍视频叠加显示方法和系统，让监理人员通过操作航空飞机如小型无人机，实时观看地面视频和设计图纸叠加显示效果，直观的对比作业进度和设计图纸之间的差别，更清晰的管理作业进度和风险。
主权项：1.基于实时SLAM技术的设计图纸和航拍视频叠加显示方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，实时获取飞机的视频图像和视频帧的位置信息，逐视频帧，进行后续步骤2-步骤4；步骤2，基于飞机的视频图像和视频帧的位置信息，采用视觉SLAM算法实时定位视频帧相对于大地坐标系的绝对坐标和绝对姿态角；步骤2的具体实现方式如下；2.1，通过视频帧的时间，将时间相邻的视频帧构建匹配对；2.2，利用ORB方法逐视频帧提取特征点，并与前一帧视频帧进行特征点匹配；2.3，利用连接点进行单应本质矩阵估计，并对其进行奇异值分解，计算匹配对的相对位姿，并利用影像GPS计算初始绝对位姿；2.4，以所有连接点作为观测，利用视频帧位置作为约束，以奇异值分解得到的位姿作为初始值，进行非线性优化，计算精确位姿参数；步骤3，导入带有大地坐标系下绝对坐标和高程信息的数字设计图纸，并将数字设计图纸转换至视频帧坐标系下；步骤4，基于透视反投影技术，将设计图纸反投影到视频帧内，完成叠加显示；反投影计算公式如下： ；其中，λ表示比例尺，为视频帧内的图像坐标，fx，fy表示x方向与y方向上的焦距，u0和v0表示像主点位置，等号右侧第一个矩阵为视频采集相机的内参矩阵，通过飞机出场时的标定参数获取，或通过步骤2中所述SLAM算法获取；为视频帧外参矩阵，通过步骤2所述SLAM算法获取，为设计图纸的绝对坐标，通过读取图纸信息获取。
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