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高度测量方法
摘要：通过图像处理的方法，对现场收集到的图像进行处理后得出单管塔、楼房的高度。使用OpenCV的透视矫正函数解决由于相机倾斜拍摄引起图片透视从而导致图像上高度方向的比例与实际比例之间存在较大误差的问题；接着通过数学方法等比例计算，计算出塔高或者楼高。实验结果说明：此方法能够精确地测量出相应的数据结果，即通信铁塔和建筑物高度。与传统使用测距仪的估算方法相比，该文提出的方法提高了精确性，精确度提高2%～3%。
关键词：图像处理OpenCV图片透视
中图分类号：TH741文献标识码：A文章编号：1672-3791〔2021〕03〔a〕-0012-02
为了增加无线通信系统的效劳半径，通常将通信天线安置到最高点，可采用通信铁塔来增加天线的挂高。实际通信系统中，为了降低本钱，铁塔搭建在建筑物的楼顶上。此时，天线的挂高由两局部构成：一是建筑物的高度h；二是支撑架到天线中点的距离d。由于天线的挂高直接影响无线信号的覆盖范围，需要较精确地测量。一般来说，支撑架到天线中点的距离由于是固定的，所以根据经验可以很快地得出。但楼的高度必须进行实地测量。现行的测量方法是爬上房顶，通过测距仪测量。但是由于塔有很大一局部搭建在居民楼，工作人员不便于爬上楼顶且危险系数较高，只能通过估算一层楼的高度，然后乘以楼层数，估算出楼的高度；也可以利用数学中三角相似的原理来估算，这种测量方法得到的数据不够精确。
为了提高测量的准确度，该文提出了一种基于图像处理的通信铁塔和建筑物高度的测量方法。根据从现场收集到的图像，利用OpenCV对图像进行透视变换处理后，再根据数学等比例运算原理得出单管塔、楼房的高度。
1基于图像处理的通信铁塔和建筑物高度测量方案

为了提高测量精度，该文提出了一种基于图像处理的测量铁塔和建筑物高度的方法。我们以单管塔为例来说明测量方法。首先，我们根据从现场获得单管塔的实摄图像，可得到单管塔的简化模型如图1所示。
图1中，line4是地面所在的直线，line1跟line2是工作人员在测量的时候贴上的红色条状标记物，工作人员测出h2〔line1与line4之间的距离〕及h1〔line2与line4之间的距离〕，算出line1和line2之间的距离h3=h2-h1，然后进行图像处理，扫描出从塔顶line3到line2之间的像素行数记为num1，line2与line1之间的像素行数num2。记塔顶line3到line2之间的距离为h，，记塔的整个高度为H，所以H=h+h1。

测量楼房的高度是为了得到天线的挂高，受拍摄条件的限制，会出现像上图所示的相机倾斜拍摄而导致图片透视的效果[1，6]，导致图像上高度方向的比例与实际比例之间存在较大的误差，不能够较为精确地测量出楼的高度。
为了解决这个问题，可利用OpenCV[4，7]里自带的透视矫正函数[11]getPerspectiveTransform与warpPerspective来进行矫正。该函数矫正后虽不能完全复原成真实场景里面的比例，但在高度方面的比例已经到达我们的要求，是一种可取的方法。矫正前的图片如图2所示，经过矫正后的图片如图3所示。经过矫正后的图像可以通过上述测量单管塔的方法进行测量，通过测量
高度h，求出h对应像