[發明專利]基于正射投影的鳥瞰圖生成方法、系統及存儲介質

在審

• 申請號: 202011047543.0
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112150621A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 程相兵;楊榮幫;張國鋒;魏峰
• 申請（專利權）人: 廣州市城市規劃勘測設計研究院
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T5/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 黃華蓮;郝傳鑫

本發明公開了一種基于正射投影的鳥瞰圖生成方法，包括：采集目標區域的影像數據，在目標區域布設像控點并進行坐標測量，得到目標區域的像控點坐標成果；確定投影軸以及坐標系旋轉角度，根據旋轉角度計算對應的旋轉矩陣，并進行坐標系旋轉；根據旋轉后的像控點坐標進行空中三角測量，得到測量像片；計算測量像片的外方位元素數據，根據外方位元素數據得到三維模型；對三維模型進行數字微分糾正，生成正射影像圖；對正射影像圖進行圖像處理，得到目標區域的鳥瞰圖。本發明公開的一種基于正射投影的鳥瞰圖生成方法，能有效解決現有技術能有效解決現有技術生成的鳥瞰圖分辨率低、變形嚴重的問題。本發明還公開了一種系統和存儲介質。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種基于正射投影的鳥瞰圖生成方法、系統及存儲介質。

背景技術

鳥瞰圖通常為根據透視原理，用高視點透視法從高處某一點俯視地面起伏繪制成的立體圖，是規劃設計中不可或缺的要素。

現有技術中，鳥瞰圖的制作方式主要有：(1)規劃或建筑設計圖，即直接通過計算機繪制具有三維立體效果的概念設計圖，在繪制過程中，考慮多點透視投影，使得二維圖片具有三維立體效果；(2)相機高視點環視航拍，通過無人機搭載高分辨率相機環拍若干相片，再通過影像拼接生成鳥瞰圖；(3)基于三維實景模型制作，即基于傾斜航空攝影測量生成的三維實景模型，進一步通過計算機視覺渲染處理，在計算機虛擬場景中生成鳥瞰圖。

本發明人在實施本發明的過程中發現，現有技術中存在以下技術問題：

透視投影導致圖片呈現近大遠小的特征，距離視點越遠，分辨率越低，不利于觀察遠處地物；透視投影還導致圖片平行地物交于遠處的滅點，即圖片左右兩側離視點中線越遠，圖片變形越嚴重；提升拍攝高度可在一定程度上減小透視投影產生的變形影響，但無人機的上升空域有限，且隨著高度增加，變形影響仍無法完全消除。

發明內容

本發明實施例提供一種基于正射投影的鳥瞰圖生成方法、系統及存儲介質，能有效解決現有技術生成的鳥瞰圖分辨率低、變形嚴重的問題。

本發明實施例一提供一種基于正射投影的鳥瞰圖生成方法，包括：

采集目標區域的影像數據，根據所述目標區域的影像數據在所述目標區域布設像控點，并進行坐標測量，得到所述目標區域的像控點坐標成果；

確定投影軸以及所述像控點坐標的坐標系旋轉角度，根據所述旋轉角度計算對應的旋轉矩陣，根據所述旋轉矩陣進行所述像控點坐標的坐標系旋轉；

根據旋轉后的所述像控點坐標進行空中三角測量，得到測量像片；

計算所述測量像片的外方位元素數據，根據所述外方位元素數據進行三維重建，得到三維模型；

對所述三維模型進行數字微分糾正，生成正射影像圖；

對所述正射影像圖進行圖像處理，得到所述目標區域的鳥瞰圖。

作為上述方案的改進，所述確定投影軸以及所述像控點坐標的坐標系旋轉角度，根據所述投影軸和旋轉角度進行所述像控點坐標的坐標系旋轉，具體包括：

確定投影方向的俯視角ɑ以及投影方向的水平角β，從而確定視點所在方位。

作為上述方案的改進，還包括：通過下式計算旋轉后的像控點坐標：

其中，x、y、z為實測像控點坐標；X、Y、Z為旋轉后的像控點坐標。

作為上述方案的改進，所述外方位元素數據，具體包括：

所述測量像片中攝影光束在攝影瞬間的空間位置和姿態的參數。

作為上述方案的改進，所述對所述三維模型進行數字微分糾正，生成正射影像圖，具體包括：