[發明專利]基于全景影像景深圖的探面方法

有效

• 申請號: 201410414417.2
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN104156969B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 向澤君;呂楠;明鏡;徐占華;羅再謙;龍川;張婕;殷飛;陳漢;楊元;饒鳴;梁建國;滕德貴;劉穎;鄭良;黃志;胡小林
• 申請（專利權）人: 重慶數字城市科技有限公司;重慶市勘測院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙)50211
• 代理人: 郭云

技術領域

本發明屬于可量測街景影像領域，特別是涉及一種基于全景影像景深圖的探面方法。

背景技術

全景影像又稱為街景或街景影像，目前，騰訊街景、百度街景提供的街景服務已被廣泛認可。

根據全景圖片中心坐標查找相應范圍內的激光點云，按照球面投影的要求投影到全景影像中，并計算出全景中心點到各點云的距離，給全景影像中像素點的值賦上距離值即景深信息，獲得全景景深圖。

在鼠標移動過程中，需要實時顯示地面和建筑物探面的結果，然后進行全景跳轉操作。目前，街景中常用的跳轉實現方法是：假設地面是水平的，鼠標在地面移動，從全景中心與鼠標位置確定的射線與地面的交點作為目標點，使用該目標點查詢最近的全景點，然后跳轉到目標全景上。但這種方法只能解決地面探面的問題，并且在上下坡路段不準確。在專利《一種在實景地圖中基于法向量的被探測面過濾方法》中提到通過從點云半手工生成建筑立面，然后計算鼠標射線與立面的交點來搜索目標全景的方法。這種方法可以解決建立立面探面，但是需要進行半手工來獲得立面數據，增加了數據生產的成本。

目前全景探面存在以下問題和不足：

1)通過水平地面交線方法探測地面地，在上下坡情況下，準確度不高，且不能解決立面的探測。

2)通過半手工建立建筑立面的方法生產成本高，不適合自動化的大規模數據生產。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠準確的對全景影像景深圖進行地面探面和立面探面的方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于全景影像景深圖的探面方法，包括以下步驟：

步驟一、獲取當前鼠標點在全景影像中的UV坐標(u,v)，并計算當前鼠標點在全景影像景深圖中的像素點(I,J)，I＝v(λW-1)，J＝(1-u)(λH-1)，W、H為全景影像的寬度和高度，λ為景深圖寬度與全景圖寬度的比值；然后從全景影像的景深圖中獲取像素點(I,J)的景深L；

步驟二、計算(I,J)像素對應的全景坐標系下的三維坐標點p(x,y,z)在全景坐標系中的方位角(α,β)，α＝270-360u，β＝180v-90，α為p點在全景坐標系XOZ平面投影與X軸之間的夾角，β為原點O、點p連線與XOZ平面的夾角；

步驟三、根據方位角(α,β)和景深L，計算全景影像UV坐標系下當前鼠標點對應的三維點p(x,y,z),x＝Lcos(β)cos(α),y＝Lsin(β),z＝Lcos(β)sin(α)；將p(x,y,z)轉換到世界坐標系下，p(x’,y’,z’)為像素點(I,J)在世界坐標系中對應的三維坐標；在像素點(I,J)周邊10個像素內按逆時針方向選擇n個具有景深信息的像素點{(I₁,J₁)......(I_n,J_n)}，n為整數且n≥2，將該n個像素點轉換到世界坐標系下，得到點集合{p₁,p₁......p_n}；p_i為全景點集合{p₁,p₁......p_n}中一點，i為整數且1≤i≤n-1；

步驟四、計算n-1個方向向量，其中第i個方向向量V_i是向量與向量使用右手法則確定的方向向量；計算V_i＝norm((p_i-p)×(p_i+1-p))得到V_i,norm表示向量的單位化；

步驟五、計算n-1個方向向量合成的向量并計算與垂直向量V₀＝(0,0,1)的夾角θ；V₀＝(0,0,1)；

步驟六、根據所述夾角θ對全景影像的景深圖進行探面；如果|θ|＜θ₀，θ₀取值在0到20度之間，則認為點(I,J)與周邊點確定的面垂直向上，為地面點；如果|θ-90°|＜θ₀，則認為點(I,J)與周邊點確定的面垂直于平面，為建筑立面，即完成地面與立面的探面。采用以上技術方案，使用景深圖的地面探面，在上下坡路段探測結果更加準確。

進一步的，所述步驟六后還包括確定目標全景影像視角的步驟: