【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于無人機，尤其涉及一種無人機低空溫度場反演方法及系統。
技術介紹
1、在自然界中，所有溫度高于絕對零度（即-273.15℃）的物體，由于自身分子的熱運動，都在不停地向周圍空間發射輻射能。從原理上講，只要能探測并收集這些輻射能，就可以通過重新排列來自探測器的信號形成與物體輻射分布相對應的紅外圖像。同時，物體紅外輻射的能量大小、波長分布，與其表面溫度有著十分密切的關系。因此，通過對物體自身輻射的紅外線能量進行測量，就可以準確測出物體表面的溫度。?紅外熱成像技術能把目標與場景各部分的溫度分布、反射率差異轉變為相應的信號，再轉換為可見光圖像。這種把不可見的紅外輻射能轉換為可見光圖像的裝置，即是紅外熱成像儀。紅外熱成像并不能實現“透視”的效果，因為目標所輻射出的紅外線被障礙物所遮擋，在紅外熱成像相機中的顏色與溫度值，只代表障礙物的情況，并不是目標本身的信息。
2、溫度場的定義是：在某一時刻物體中各點溫度值所組成的集合，又稱為溫度分布。對于溫度存在時態變化的動態溫度場為：t?=?f（x，y，z，t）；對于溫度穩定的穩態溫度場為：t?=?f（x，y，z）；其中t為溫度，x、y、z為點三維坐標，t為時間。
3、在城市建成環境的某一時間段內的穩態溫度場。由于溫度采集無人機在空中飛行存在一定時長，單一時刻的溫度采集無法實現多視角三維溫度場重建。但是，城市環境的溫度變化在一天中是隨時間連續變動的，不存在溫度躍變，在溫度場變化平緩的有限時間段內，有條件地近似認為該地溫度場服從穩態溫度場分布。
4、傳統的溫
5、因此，針對中小尺度層面的城市建筑建成區的溫度場重建，如果采用大中尺度層面的衛星遙感數據進行溫度場重建，則數據較為粗略，測溫精度不足；如果采用小微尺度層面的手持小型溫度傳感器開展點測溫或局部測溫進行溫度場重建，則非常依賴點測溫插值，測溫置信度不足；從而導致城市建筑建成區的三維溫度場反演無法完成。
技術實現思路
1、為了彌補現有技術的缺陷，本專利技術提供了一種無人機低空溫度場反演方法及系統。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案是：
3、第一方面，提供一種無人機低空溫度場反演方法，包括：
4、獲取無人機的紅外成像儀采集的原始溫度影像數據，及無人機的飛行日志數據；
5、對原始溫度影像數據中所有原始溫度影像的每個像素相對溫度進行處理，得到校準反演后絕對溫度影像數據；
6、解析飛行日志數據得到無人機的相機姿態數據；
7、根據相機姿態數據進行飛行姿態重建，得到原始溫度影像數據對應的鏡頭姿態軌跡；
8、根據絕對溫度影像數據及鏡頭姿態軌跡，通過三維溫度場重建算法，重建得到反演三維溫度場點云；
9、根據點云模型對反演三維溫度場點云進行可視化處理，輸出反演三維溫度場。
10、進一步的，對原始溫度影像數據中所有原始溫度影像的每個像素相對溫度進行處理，得到校準反演后絕對溫度影像數據，包括：
11、對原始溫度影像數據中每個原始溫度影像img_o，提取在圖像的橫軸u和縱軸v的二維圖像坐標系定位下的每個像素tuv_o的相對溫度；
12、基于用戶預設的相對溫度轉絕對溫度的映射參數，提取得到每個像素tuv_o對應位置的絕對溫度輻射強度；
13、基于用戶預設的綜合環境溫度反演參數進行反演測溫，測得拍攝環境下每個像素tuv_o的絕對溫度輻射強度對應反演后的絕對溫度；
14、將絕對溫度再映射為由r、g及b三通道八位像素共同構成的絕對溫度二維像素tuv（ruv，guv，buv），絕對溫度二維像素tuv的表達式為：
15、tuv?=?wr×ruv?+?wg×guv?+?wb×buv；
16、其中，wr為r通道的權重，wg為g通道的權重，wb為b通道的權重；
17、將絕對溫度二維像素tuv進行組合，形成校準反演后絕對溫度影像img_t，進而得到校準反演后絕對溫度影像數據。
18、進一步的，相機姿態數據包括圖像幀名稱參數、相機云臺位置參數、云臺姿態方向參數、鏡頭參數及圖像幀序號參數，相機云臺位置參數包括經度數值、緯度數值及高度數值，云臺姿態方向參數包括偏航角數值、俯仰角數值及翻滾角數值，鏡頭參數包括焦距數值。
19、進一步的，根據相機姿態數據進行飛行姿態重建，得到原始溫度影像數據對應的鏡頭姿態軌跡，包括：
20、從相機姿態數據中讀取得到原始溫度影像數據中每個原始溫度影像對應的相機云臺位置參數，根據相機云臺位置參數重建得到相機位置姿態；
21、從相機姿態數據中讀取得到原始溫度影像數據中每個原始溫度影像對應的云臺姿態方向參數，根據云臺姿態方向參數重建得到相機云臺姿態；
22、從相機姿態數據中讀取得到原始溫度影像數據中每個原始溫度影像對應的鏡頭參數，根據鏡頭參數重建得到鏡頭焦距姿態；
23、根據相機位置姿態、相機云臺姿態及鏡頭焦距姿態得到原始溫度影像數據中每個原始溫度影像對應的空中鏡頭三維姿態；
24、將每一個空中鏡頭三維姿態均作為鏡頭姿態軌跡點序列，所述鏡頭姿態軌跡點序列中所有的鏡頭姿態軌跡點組成鏡頭姿態軌跡。
25、進一步的，從相機姿態數據中讀取得到原始溫度影像數據中每個原始溫度影像對應的相機云臺位置參數，根據相機云臺位置參數重建得到相機位置姿態，包括：
26、從相機姿態數據中讀取得到原始溫度影像數據中每個原始溫度影像對應的相機云臺位置參數；
27、根據相機云臺位置參數得到經度數值、緯度數值及高度數值；
28、使用地圖投影方式對經度數值、緯度數值及高度數值進行解算處理，得到相機位置姿態。
29、進一步的，從相機姿態數據中讀取得到原始溫度影像數據中每個原始溫度影像對應的云臺姿態方向參數，根據云臺姿態方向參數重建得到相機云臺姿態，包括：
30、從相機姿態數據中讀取得到原始溫度影像數據中每個原始溫度影像對應的云臺姿態方向參數；
31、根據云臺姿態方向參數得到偏航角數值、俯仰角數值及翻滾角數值；
32、使用北東地ne本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種無人機低空溫度場反演方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的無人機低空溫度場反演方法，其特征在于，所述對所述原始溫度影像數據中所有原始溫度影像的每個像素相對溫度進行處理，得到校準反演后絕對溫度影像數據，包括：
3.根據權利要求1所述的無人機低空溫度場反演方法，其特征在于，
4.根據權利要求3所述的無人機低空溫度場反演方法，其特征在于，所述根據所述相機姿態數據進行飛行姿態重建，得到所述原始溫度影像數據對應的鏡頭姿態軌跡，包括：
5.根據權利要求4所述的無人機低空溫度場反演方法，其特征在于，所述從所述相機姿態數據中讀取得到所述原始溫度影像數據中每個原始溫度影像對應的相機云臺位置參數，根據所述相機云臺位置參數重建得到相機位置姿態，包括：
6.根據權利要求4所述的無人機低空溫度場反演方法，其特征在于，所述從所述相機姿態數據中讀取得到所述原始溫度影像數據中每個原始溫度影像對應的云臺姿態方向參數，根據所述云臺姿態方向參數重建得到相機云臺姿態，包括：
7.根據權利要求4所述的無人機低空溫度場反演方法，其特
8.根據權利要求7所述的無人機低空溫度場反演系統，其特征在于，所述根據所述絕對溫度影像數據及所述鏡頭姿態軌跡，通過三維溫度場重建算法，重建得到反演三維溫度場點云，包括：
9.一種無人機低空溫度場反演系統，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種無人機低空溫度場反演方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的無人機低空溫度場反演方法，其特征在于，所述對所述原始溫度影像數據中所有原始溫度影像的每個像素相對溫度進行處理，得到校準反演后絕對溫度影像數據，包括：
3.根據權利要求1所述的無人機低空溫度場反演方法，其特征在于，
4.根據權利要求3所述的無人機低空溫度場反演方法，其特征在于，所述根據所述相機姿態數據進行飛行姿態重建，得到所述原始溫度影像數據對應的鏡頭姿態軌跡，包括：
5.根據權利要求4所述的無人機低空溫度場反演方法，其特征在于，所述從所述相機姿態數據中讀取得到所述原始溫度影像數據中每個原始溫度影像對應的相機云臺位置參數，根據所述相機云臺位置參數重建得到相機位...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊瑛，劉斯迪，胡樓君，文泓森，李超，譚亦高，李水生，胡月明，楊宇晟，
申請(專利權)人：中國建筑第五工程局有限公司，
類型：發明
國別省市：
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