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申请/专利权人：中大智能科技股份有限公司

摘要：本发明涉及三维模型与图像处理技术领域，尤指一种基于三维模型解算相机外方位元素的可交互式方法。该方法包括：通过创建一个交互界面，同时展示相机图像和三维地理模型，支持各自的缩放、平移和旋转操作；在图像和模型中编辑像控点，系统会监测控点数量和共线性；利用单张像片的空间后方交会方法来计算相机的外方位元素，随后将相机图像通过投影变换映射到三维模型上，映射图像可调节透明度，以优化地物重叠效果；输出最终的外方位元素结果和最小二乘法残差。本发明不仅提高了解算外方位元素的精确性和效率，也增强了用户的操作体验和控制能力，同时优化了成果的质量和可用性。

主权项：1.基于三维模型解算相机外方位元素的可交互式方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、创建交互界面：将相机图像与三维地理模型分屏同时显示；所述相机图像具体为二维展示，进行二维的缩放、平移、标记点的操作；所述三维地理模型具体为三维展示，进行三维的缩放、平移、旋转、标记点的操作；S2、编辑像控点：在相机图像和三维地理模型中新增或者调整像控点；S3、监测像控点数量以及像控点是否共线；S4、计算外方位元素：利用单张像片空间后方交会方法计算外方位元素；S5、基于所述外方位元素将相机图像进行投影变换并映射到三维地理模型，并将映射的相机图像设为半透明同时允许自定义调整透明度；S6、通过观察相机映射图像与三维地理模型的地物重叠度，评估是否达到最佳重叠效果；S7、输出最终外方位元素成果和最小二乘法残差；其中，所述步骤S2编辑像控点通过机器学习算法自动识别和建议潜在的像控点位置，同时提供手动调整接口，具体包括以下步骤：S21、新增像控点：分别在相机图像窗口与实景三维地理模型窗口内标记出像控点的位置获取像控点的像方坐标（x，y）和三维地理坐标，即物方坐标XA，YA，ZA，并记录对应点名；S22、调整像控点：移动像控点在相机图像窗口或者实景三维地理模型窗口内的标记位置；所述编辑像控点的步骤还包括：通过高级图像处理技术和机器学习算法自动识别相机图像及三维地理模型中的潜在像控点，自动标记出候选像控点的像方坐标（x，y）及其在三维地理模型中对应的物方坐标（XA，YA，ZA）；系统基于对图像特征的分析，为每个候选像控点提供一个置信度评分；用户可基于这一评分接受、调整或忽略系统提出的像控点候选；对于用户接受的每个像控点，系统将分配唯一标识符，并允许用户输入或修改该像控点的描述信息，包括点名、坐标及其他相关注释；所述步骤S3包括以下步骤：S31：通过特征检测算法自动识别图像中的像控点，利用特征匹配技术比较不同图像中相同地物的像控点，并利用多视图几何原理，包括基础矩阵或单应性矩阵，计算出像控点间的几何关系，得到其在三维空间中的相对位置和方向；S32：通过预设的算法判断这些像控点是否符合非共线的准则，判断像控点数量是否满足大于等于4点且任意三点不共线；S33：提供实时反馈机制，当系统检测到像控点数量不足或存在共线情况时，向用户显示提示并继续进行S2步骤；S34：满足步骤S32条件时，进行步骤S4操作；所述步骤S4包括以下步骤：S41：采用空间后方交会方法，基于航摄像片上三个或三个以上不在一条直线上的已知点，按照构像方程计算像片外方位元素；S42：用最小二乘法求解出残差最小的一组解；所述步骤S5具体基于外方位元素构建透视投影变换矩阵，所述透视投影变换矩阵将二维图像上的点映射到三维世界坐标系中，再投影到三维模型的相应位置，遍历二维图像中的每一个像素点，利用透视投影矩阵计算其在三维模型中的对应位置；所述步骤S6具体包括以下步骤：使用图像处理技术进行边缘检测和特征匹配，自动识别相机映射图像与三维地理模型之间的重叠误差，根据误差大小自动调整外方位元素，迭代优化直至达到预设的最佳重叠标准；利用图像处理和模式识别算法计算相机映射图像与三维地理模型之间的相似度指标，包括互信息、相关系数或其他图像相似度度量方法，识别并检测映射图像与三维模型中的关键地标是否对齐，标出已识别的地标点并计算其对齐的精确度，提供明确的对齐反馈；实现一个交互式的视觉对比工具，通过拖动滑块查看映射图像与三维模型之间的重叠效果，并在不匹配的区域使用高亮显示或颜色编码标示重叠度高低，建立用户反馈机制，允许用户标记匹配不良区域并提供改进建议。

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