[發明專利]一種全景實景立體測量方法

無效

• 申請號: 200910219615.2
• 申請日: 2009-11-04
• 公開（公告）號: CN102052916A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 佟國峰;姜斌;薛秋艷;劉汀;侯文博;渠瀛
• 申請（專利權）人: 沈陽隆惠科技有限公司
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G06F17/30;G06T15/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李曉光

技術領域

本發明涉及一種立體測量技術，具體的說是一種全景實景立體測量方法。

背景技術

地理信息是用來描述現實世界各種目標的空間位置和分布情況的信息，是人類最重要的、基礎性的信息資源之一。在人類的社會實踐中，人們通常采用測量方法來獲取現實世界的地理信息。隨著社會的發展，由于城市建設、土地規劃、工程選址、甚至軍事等領域的實際需求，地理信息的測繪技術也在不斷進步。

早期的測繪使用的是簡單工具，如繩尺、步弓等進行測量。這些測量工具都是機械式的，而且以量測距離為主，測量精度較低。17世紀望遠鏡的發明使得測繪工具開始進入變革階段。1617年，荷蘭的斯涅耳(W.Snell)為了進行弧度測量而首創三角測量法，開始了角度測量。1730年，英國的西森(Sisson)制成測角用的第一架經緯儀，大大促進了三角測量的發展。19世紀50年代，洛斯達首創攝影測量法。20世紀以后，隨著飛機的發明，出現了航空攝影測繪地圖的方法。人造衛星升空后，衛星定位技術(GPS)和遙感技術(RS)得以廣泛應用，它們與地理信息系統技術(GIS)合稱“3S技術”。

目前，現有的測繪技術可以實現對現實世界任意的空間位置、角度、距離等信息進行測量。在進行實地測繪時，測繪人員通常預先判斷需要對哪些數據進行測量，然后進行場景實測。如果需要對一些新位置的數據進行測量，那么測量工作需要到實地進行重測，工程量較大、效率較低。因此，在測繪領域通常采用將真實的場景在三維空間中進行建模的方法將場景建模所需要的數據進行一次性采集，然后在三維空間將真實場景的地形地貌、樓宇建筑等按照現實世界的尺寸進行一定比例的縮放。當需要對該處場景進行測繪時，只需要在已經建立好的三維場景中進行模擬測量，即可以得到真實場景的實際地理數據。采用這種方法進行場景測繪或者城市規劃測量，雖然很大限度的避免了重復性工作，使測繪工作的效率得到了很大的提高，然而對于場景的一些細節的建模工作仍然十分的繁瑣。另外，由于在三維場景中一些地理位置的細節信息(比如城市建筑上的窗體位置、路面上斑馬線位置等)沒有被詳細標定，人們無法精確得到這些未標定位置的地理信息。

全景實景圖像(Panoramic?Image)是近十幾年發展起來的一種能夠再現真實場景，采用基于圖像繪制技術(Image-Based?Rendering)合成的360°全方位廣角圖像。全景實景圖像能夠包含在拍攝視點位置場景的全部視覺信息，即場景中在整個三維空間上所有可見的細節信息。由于利用全景實景圖像能夠實現復雜場景的實時繪制和顯示，能夠將場景的幾何特征建模問題轉化為更直接的場景圖像重建問題，使觀察者能夠獲得更直觀、更真實的現場感和更完整的環境信息細節。因此，全景實景圖像通常被用來構建具有高度真實感和沉浸感的虛擬現實空間。

為了實現利用少量實際測量得到的場景地理信息再現具有完整地理信息的場景三維模型，需要將基于全景實景圖像建模技術與基于場景測繪的三維建模技術相結合。這樣建立起的真實場景的三維空間模型可以實現對空間中任意可見位置進行準確測量。而目前具備上述特性立體測量方法尚未報道。

發明內容

針對現有技術中無法精確得到未經實際測量位置的地理信息等不足，本發明要解決的技術問題是提供一種通過對少量現實場景地理信息的實際測量建立現實場景完整的空間三維模型的全景實景立體測量方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

本發明一種全景實景立體測量方法包括以下步驟：

采集全景實景圖像并記錄圖像采集點的地理信息數據；

在計算機上創建全景實景立體測量平臺；

測量現實場景景物的輪廓數據以及地理信息，建立場景三維模型；

將場景三維模型導入全景實景立體測量平臺；

有機融合場景三維模型和全景實景圖像，從而實現場景的立體測量。

所述采集全景實景圖像并記錄圖像采集點的地理信息包括：

搭建數據采集平臺，對全景實景圖像數據、地理信息數據進行采集；

將每幀全景實景圖像數據與該幀所對應的地理信息數據以連續方式存儲于數據采集存儲器并轉存到數據管理器中的數據存儲單元，在數據存儲單元中將所存儲的每幀圖像數據的存盤路徑與該幀對應的地理信息數據建立關系表并存儲于數據庫單元中。

所述在計算機上創建全景實景立體測量平臺包括：

采用3D圖形程序接口建立三維空間，在該三維空間中創建全景實景顯示外幕；

在上述三維空間中創建虛擬地面，并標定用戶視點、虛擬地面以及全景實景顯示外幕之間位置關系；