專利名稱：傾斜地理定位和測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及攝影測(cè)量，尤其涉及用于采集傾斜圖像和用于測(cè)量物體以及圖像中所示物體之間的距離的方法和裝置。
背景技術(shù)：
攝影測(cè)量是對(duì)顯示在照片中、尤其是航攝照片中的物體及物體之間進(jìn)行測(cè)量的一門科學(xué)。通常，攝影測(cè)量包括拍攝地形特征的圖像，并且從其推導(dǎo)數(shù)據(jù)，例如，該數(shù)據(jù)表示所述圖像中物體之間的相對(duì)距離及物體的尺寸。攝影測(cè)量也可以包括將照片與其它數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)，例如代表緯度和經(jīng)度的數(shù)據(jù)。實(shí)際上，所述圖像被疊加并且符合特定的空間坐標(biāo)系。
傳統(tǒng)的攝影測(cè)量包括采集和/或獲取正交圖像。諸如照相機(jī)或傳感器這樣的圖像采集設(shè)備是正交圖像。諸如照相機(jī)或傳感器這樣的圖像采集設(shè)備由諸如飛機(jī)或衛(wèi)星這樣的運(yùn)載體或平臺(tái)攜帶，并且瞄準(zhǔn)平臺(tái)正下方的和/或從平臺(tái)垂直向下的最底點(diǎn)(nadir point)。圖像中對(duì)應(yīng)于最底點(diǎn)的點(diǎn)或像素是精確地與圖像采集設(shè)備正交的唯一的點(diǎn)/像素。圖像中所有其它的點(diǎn)或像素實(shí)際上相對(duì)于圖像采集設(shè)備傾斜。當(dāng)點(diǎn)或像素逐漸遠(yuǎn)離最底點(diǎn)時(shí)，它們相對(duì)于圖像采集設(shè)備愈加地傾斜，并且地面取樣距離(即，對(duì)應(yīng)于每個(gè)像素或由每個(gè)像素覆蓋的表面積)也增加。正交圖像中的傾斜導(dǎo)致圖像中的特征畸變，尤其在離最底點(diǎn)較遠(yuǎn)的圖像中。
該畸變通過(guò)正交校正過(guò)程被消除或補(bǔ)償，實(shí)質(zhì)上，通過(guò)在正網(wǎng)格(orthometric grid)或坐標(biāo)系上擬合或彎曲正交圖像的每個(gè)像素，所述正交校正過(guò)程從正交圖像中消除傾斜。所述正交校正過(guò)程產(chǎn)生了圖像，其中所有的像素具有相同的地面取樣距離并且都被朝北定向。因此，在正交校正圖像上的任何點(diǎn)都可以使用X，Y坐標(biāo)系來(lái)定位，并且只要知道圖像比例，就能夠計(jì)算出地形特征的長(zhǎng)度和寬度，以及這些特征之間的相對(duì)距離。
盡管正交校正過(guò)程一定程度上補(bǔ)償了正交圖像中的傾斜畸變，但是它在正交校正的正交圖像中引入了其它不期望的畸變和/或誤差。由于多數(shù)觀察者不習(xí)慣從上方觀察物體，尤其是地形特征，因此顯示在正交校正過(guò)的正交圖像中的物體可能難以識(shí)別和/或鑒定。對(duì)于未受培訓(xùn)的觀察者而言正交校正圖像具有許多畸變。實(shí)際上直的道路看上去彎曲，建筑物可能看上去傾斜。而且，正交校正圖像基本上不包含關(guān)于地形特征的高度信息。為了識(shí)別這種圖像中的物體和地形特征，正交和/或正交校正正交圖像的解釋和分析通常由受過(guò)高等培訓(xùn)的分析員來(lái)進(jìn)行，這些人員接受了多年的專門培訓(xùn)并且具有多年的經(jīng)驗(yàn)。
因此，盡管正交和正交校正圖像在攝影測(cè)量中有用，但是它們?nèi)鄙訇P(guān)于其中所示特征的高度信息，并且要求受過(guò)高等培訓(xùn)的分析員來(lái)解釋圖像所顯示的細(xì)節(jié)。
傾斜圖像是用通常瞄準(zhǔn)或指向攜帶圖像采集設(shè)備的平臺(tái)的側(cè)向或下方的圖像采集設(shè)備采集的圖像。與正交圖像不同，傾斜圖像顯示了諸如房屋、建筑和/或山脈這樣的地形特征的側(cè)部及其頂部。因此，觀察傾斜圖像比觀察正交或正交校正圖像更自然和直觀，甚至臨時(shí)的觀察者也能夠識(shí)別和解釋顯示在傾斜圖像中的地形特征和其它物體。在傾斜圖像的前景中的每個(gè)像素對(duì)應(yīng)于所示的表面或物體的較小面積(即，每個(gè)前景像素具有較小的地面取樣距離)，而背景中的每個(gè)像素對(duì)應(yīng)于所示的表面或物體的較大面積(即，每個(gè)背景像素具有較大的地面取樣距離)。傾斜圖像采集對(duì)象表面或物體的大致梯形面積或視圖，并且梯形前景具有基本上比梯形背景小的地面取樣距離(即，更高的分辨率)。
在攝影測(cè)量中傾斜圖像被認(rèn)為幾乎或完全沒(méi)有用處。將不同尺寸的傾斜圖像的前景像素和背景像素變換為統(tǒng)一的尺寸，并由此在坐標(biāo)系上彎曲該圖像的傳統(tǒng)方法極大地扭曲了傾斜圖像，并且由此造成了物體的識(shí)別以及在圖像中顯示物體的測(cè)量任務(wù)變得費(fèi)力而不精確。通過(guò)使用高程模型在傾斜圖像中進(jìn)行地形移位的校正進(jìn)一步扭曲了圖像，由此增加了進(jìn)行測(cè)量的難度，而減小了任何這樣的測(cè)量的精確度。
因此，盡管在攝影測(cè)量中傾斜圖像被認(rèn)為幾乎或完全沒(méi)有用處，但是它們?nèi)菀妆焕斫?，并且包含關(guān)于其中所示特征的高度信息。
因此，在本領(lǐng)域中需要一種用于攝影測(cè)量的方法和裝置，其能夠?qū)崿F(xiàn)傾斜圖像中的地理定位和精確測(cè)量。
而且，在本領(lǐng)域中需要一種用于攝影測(cè)量的方法和裝置，其能夠?qū)崿F(xiàn)圖像中物體的標(biāo)高和相對(duì)標(biāo)高的測(cè)量。
進(jìn)一步地，在本領(lǐng)域中需要一種用于攝影測(cè)量的方法和裝置，其利用更多直觀的和自然的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了用于采集、顯示和測(cè)量物體以及傾斜圖像中所示的物體之間的距離的一種方法和裝置。
本發(fā)明的一種形式包括從采集的傾斜圖像進(jìn)行顯示、地理定位和測(cè)量的計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括可由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)訪問(wèn)的數(shù)據(jù)文件。數(shù)據(jù)文件包括對(duì)應(yīng)于多個(gè)采集的傾斜圖像的多個(gè)圖像文件，和對(duì)應(yīng)于該圖像的位置數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)運(yùn)行圖像顯示和分析軟件，以讀取數(shù)據(jù)文件以及顯示所述采集的傾斜圖像的至少一部分。該軟件為顯示圖像上的一個(gè)或多個(gè)用戶選擇點(diǎn)檢索位置數(shù)據(jù)，并且計(jì)算任何兩個(gè)或多個(gè)選擇點(diǎn)之間的分離距離。該分離距離計(jì)算是用戶可選擇的，其用于確定各種參數(shù)，包括選擇點(diǎn)之間的直線距離，選擇點(diǎn)內(nèi)包圍的面積，選擇點(diǎn)的相對(duì)標(biāo)高，選擇點(diǎn)之間的高度差。
附圖簡(jiǎn)述當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，參考本發(fā)明的實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)它們的方式將變得明顯并被完全理解，其中

圖1示出了攜帶本發(fā)明的圖像采集系統(tǒng)的平臺(tái)或運(yùn)載體的一個(gè)實(shí)施例，并且示出了由此拍攝的典型正交圖像和傾斜圖像；圖2是圖1的圖像采集系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖；圖3是圖2的圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖4是圖1的圖像采集系統(tǒng)的示例性輸出數(shù)據(jù)文件的圖示；圖5是本發(fā)明的圖像顯示和測(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，所述系統(tǒng)用于顯示并對(duì)在由圖1的圖像采集系統(tǒng)采集的圖像中所示的物體及物體之間進(jìn)行測(cè)量；圖6示出了顯示在圖5的系統(tǒng)上的示例性圖像，并且示出了對(duì)在該圖像中所示物體及物體之間進(jìn)行測(cè)量的本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例；圖7和8示出了本發(fā)明用于采集傾斜圖像的方法的一個(gè)實(shí)施例；圖9和10示出了本發(fā)明用于采集傾斜圖像的方法的第二實(shí)施例；在所有的這幾幅圖中相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部分。這里闡述的范例以一種形式說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并且該范例不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
發(fā)明詳述現(xiàn)在參考附圖，尤其參考圖1，示出了本發(fā)明用于對(duì)傾斜圖像進(jìn)行采集和地理定位的裝置的一個(gè)實(shí)施例。裝置10包括攜帶圖像采集和地理定位系統(tǒng)30的平臺(tái)或運(yùn)載體20。
平臺(tái)20，例如飛機(jī)，航天飛機(jī)，火箭，衛(wèi)星，或者任何合適的運(yùn)載體，在表面31的預(yù)定區(qū)域上方和在表面31上的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定海拔高度攜帶圖像采集系統(tǒng)30，所述表面31例如為地球表面或者任何感興趣的其它表面。因而，平臺(tái)20能夠在有人駕駛或無(wú)人駕駛情況下，經(jīng)由例如地球大氣層或外層空間沿著預(yù)定的飛行路徑或路線受控運(yùn)動(dòng)或者飛行。圖像采集平臺(tái)20包括用于產(chǎn)生和調(diào)節(jié)能量的系統(tǒng)(未示出)，該系統(tǒng)例如包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，燃料電池，太陽(yáng)電池板，和/或電池，為圖像采集系統(tǒng)30提供動(dòng)力。
從圖2中最清楚地看到，圖像采集和地理定位系統(tǒng)30包括圖像采集設(shè)備32a和32b，全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器34，慣性導(dǎo)航單元(INU)36，時(shí)鐘38，陀螺儀40，羅盤42和高度計(jì)44，它們中的每一個(gè)都與圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46互連。
圖像采集設(shè)備32a和32b，例如傳統(tǒng)相機(jī)，數(shù)字相機(jī)，數(shù)字傳感器，電荷耦合器件，或者其它合適的圖像采集設(shè)備，能夠用攝像或者電子儀器采集圖像。圖像采集設(shè)備32a和32b所具有的已知或確定的特性包括焦距，傳感器尺寸和長(zhǎng)寬比，徑向畸變和其它畸變項(xiàng)，主點(diǎn)偏移，像素間距，和對(duì)準(zhǔn)。圖像采集設(shè)備32a和32b分別獲取圖像和發(fā)出圖像數(shù)據(jù)信號(hào)(IDS)48a和48b，該圖像信號(hào)對(duì)應(yīng)于拍攝的特定圖像或照片并且存儲(chǔ)在圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46中，以下更具體地描述。
如圖1所示，圖像采集設(shè)備32a和32b各自具有中心軸A1和A2，并且安裝到平臺(tái)20上，使得每一個(gè)軸A1和A2相對(duì)于水平面P具有偏角θ。偏角θ實(shí)質(zhì)上是任何傾斜角度，但是優(yōu)選地從大約20°(20度)到大約60°(60度)，并且最優(yōu)選地從大約40°(40度)到大約50°(50度)。
GPS接收器34接收全球定位系統(tǒng)信號(hào)52，該信號(hào)由一個(gè)或多個(gè)全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星54發(fā)射。GPS信號(hào)52以公知的形式能夠確定平臺(tái)20相對(duì)于表面31的精確位置。GPS接收器34對(duì)GPS信號(hào)52進(jìn)行譯碼并且發(fā)出位置信號(hào)/數(shù)據(jù)56，該位置信號(hào)/數(shù)據(jù)56至少部分地取決于GPS信號(hào)52，并指示了平臺(tái)20相對(duì)于表面31的精確位置。對(duì)應(yīng)于圖像采集設(shè)備32a和32b采集的每個(gè)圖像的位置信號(hào)/數(shù)據(jù)56被圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46接收和存儲(chǔ)。
INU 36是傳統(tǒng)的慣性導(dǎo)航單元，其連接到圖像采集設(shè)備32a和32b和/或平臺(tái)20，并且檢測(cè)圖像采集設(shè)備32a和32b和/或平臺(tái)20的速度的變化，包括平動(dòng)速度和旋轉(zhuǎn)速度。INU 36將表示速度和/或速度變化的速度信號(hào)/數(shù)據(jù)58發(fā)送到存儲(chǔ)速度信號(hào)/數(shù)據(jù)58的圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46，該速度信號(hào)/數(shù)據(jù)58對(duì)應(yīng)于由圖像采集設(shè)備32a和32b采集并且被圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46接收和存儲(chǔ)的每個(gè)圖像。
時(shí)鐘38保持準(zhǔn)確的時(shí)間測(cè)量值(有效時(shí)間)，該時(shí)間測(cè)量值用于對(duì)圖像采集和地理定位系統(tǒng)30中的事件進(jìn)行同步。時(shí)鐘38提供了時(shí)間數(shù)據(jù)/時(shí)鐘信號(hào)62，所述時(shí)間數(shù)據(jù)/時(shí)鐘信號(hào)62表示圖像采集設(shè)備32a和32b拍攝圖像的準(zhǔn)確時(shí)間。時(shí)間數(shù)據(jù)62也被提供給圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46并由圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46存儲(chǔ)?？蛇x地，時(shí)鐘38與圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46集成在一起，例如時(shí)鐘軟件程序。
陀螺儀40是在飛機(jī)上和/或用于飛機(jī)的商業(yè)導(dǎo)航系統(tǒng)中很常見的傳統(tǒng)的陀螺儀。陀螺儀40提供的信號(hào)包括俯仰信號(hào)64，滾動(dòng)信號(hào)66和偏航信號(hào)68，其分別表示平臺(tái)20的俯仰，滾動(dòng)和偏航。對(duì)應(yīng)于圖像采集設(shè)備32a和32b采集的每個(gè)圖像的俯仰信號(hào)64，滾動(dòng)信號(hào)66和偏航信號(hào)68被圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46接收和存儲(chǔ)。
羅盤42，例如傳統(tǒng)的電子羅盤，指示平臺(tái)20的航向。羅盤42發(fā)出表示平臺(tái)20航向的航向信號(hào)/數(shù)據(jù)72。圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46接收和存儲(chǔ)該航向信號(hào)/數(shù)據(jù)72，該航向信號(hào)/數(shù)據(jù)72對(duì)應(yīng)于圖像采集設(shè)備32a和32b采集的每個(gè)圖像。
高度計(jì)44指示平臺(tái)20的海拔高度。高度計(jì)44發(fā)出海拔高度信號(hào)/數(shù)據(jù)74，圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46接收和存儲(chǔ)該海拔高度信號(hào)/數(shù)據(jù)74，該海拔高度信號(hào)/數(shù)據(jù)74對(duì)應(yīng)于圖像采集設(shè)備32a和32b采集的每個(gè)圖像。
如圖3所示，圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46，例如傳統(tǒng)的膝上型個(gè)人電腦，包括存儲(chǔ)器82，輸入設(shè)備84a和84b，顯示設(shè)備86，和輸入和輸出(I/O)端口88。圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46運(yùn)行圖像和數(shù)據(jù)獲取軟件90，該軟件存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器82中。圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46在其操作期間使用和/或計(jì)算的數(shù)據(jù)也存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器82中，并且存儲(chǔ)器82包括，例如非易失性只讀存儲(chǔ)器，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，硬盤存儲(chǔ)器，移動(dòng)存儲(chǔ)卡和/或其它合適的記憶體存儲(chǔ)設(shè)備和/或介質(zhì)。輸入設(shè)備84a和84b，例如鼠標(biāo)，鍵盤，控制桿等，使得能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入，以及用戶和由圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46運(yùn)行的軟件之間的交互作用。顯示設(shè)備86，例如液晶顯示器或陰極射線管，向圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46的用戶顯示信息。I/O端口88，例如串行和并行數(shù)據(jù)輸入和輸出端口，使得能夠向圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46輸入和/或從其輸出數(shù)據(jù)。
上述的每一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)都連接到圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46。更具體地，圖像數(shù)據(jù)信號(hào)48，位置信號(hào)56，速度信號(hào)58，時(shí)間數(shù)據(jù)信號(hào)62，俯仰、滾動(dòng)和偏航信號(hào)64，66和68，航向信號(hào)72和海拔高度信號(hào)74通過(guò)I/O端口88被接收并且存儲(chǔ)在圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46的存儲(chǔ)器82中。
在使用時(shí)，圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46運(yùn)行圖像和數(shù)據(jù)獲取軟件90，該軟件通?？刂茖?duì)上述數(shù)據(jù)信號(hào)的讀取、操作和存儲(chǔ)。更具體地，圖像和數(shù)據(jù)獲取軟件90讀取圖像數(shù)據(jù)信號(hào)48a和48b，并將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器82中。表示在獲取圖像瞬間的存在狀態(tài)的位置信號(hào)56，速度信號(hào)58，時(shí)間數(shù)據(jù)信號(hào)62，俯仰、滾動(dòng)和偏航信號(hào)64，66和68，航向信號(hào)72和海拔高度信號(hào)74中的每一個(gè)由圖像采集設(shè)備32a和32b獲取和采集，并且對(duì)應(yīng)于表示所采集的圖像的特定圖像數(shù)據(jù)信號(hào)48a和48b，這些信號(hào)通過(guò)I/O端口88由圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46接收。運(yùn)行圖像和數(shù)據(jù)獲取軟件90的圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46將圖像采集信號(hào)92發(fā)送到圖像采集設(shè)備32a和32b，由此導(dǎo)致這些設(shè)備在至少部分取決于平臺(tái)20速度的預(yù)定位置和/或以預(yù)定時(shí)間間隔獲取或采集圖像。
圖像和數(shù)據(jù)獲取軟件90按照需要對(duì)前述信號(hào)進(jìn)行解碼并將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器82中，并且使得該數(shù)據(jù)信號(hào)與相應(yīng)的圖像信號(hào)48a和48b相關(guān)聯(lián)。因此，可以知道圖像采集設(shè)備32a和32b采集的每個(gè)圖像的海拔高度，就俯仰、滾動(dòng)和偏航而言的定向，圖像采集設(shè)備32a和32b相對(duì)于表面31的位置，即，經(jīng)度和緯度。
經(jīng)由圖像采集路線駕駛或者以其它方式引導(dǎo)平臺(tái)20，所述圖像采集路線經(jīng)過(guò)表面31的特定區(qū)域上方，例如地球或另一行星表面的預(yù)定區(qū)域。優(yōu)選地，平臺(tái)20的圖像采集路線與感興趣區(qū)域的至少一個(gè)邊界成直角。平臺(tái)20和/或圖像采集設(shè)備32a，32b經(jīng)過(guò)感興趣區(qū)域上方的次數(shù)至少部分取決于該區(qū)域的大小以及在采集的圖像中所需的細(xì)節(jié)量。以下更具體地描述平臺(tái)20的圖像采集路線的特定細(xì)節(jié)。
當(dāng)平臺(tái)20經(jīng)過(guò)感興趣區(qū)域上方時(shí)，大量?jī)A斜圖像被圖像采集設(shè)備32a和32b采集。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)理解，以預(yù)定的圖像獲取時(shí)間間隔，圖像采集設(shè)備32a和32b采集或獲取圖像，所述時(shí)間間隔至少部分取決于平臺(tái)20的速度。
圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46的存儲(chǔ)器82通過(guò)I/O端口88接收并存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于獲取的每個(gè)圖像的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)48a和48b。類似地，圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46的存儲(chǔ)器82通過(guò)I/O端口88接收并存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于采集的每個(gè)圖像的數(shù)據(jù)信號(hào)(即，圖像數(shù)據(jù)信號(hào)48，位置信號(hào)56，速度信號(hào)58，時(shí)間數(shù)據(jù)信號(hào)62，俯仰、滾動(dòng)和偏航信號(hào)64，66，68，航向信號(hào)72和海拔高度信號(hào)74)。因此，在采集每個(gè)圖像的準(zhǔn)確時(shí)刻，圖像采集設(shè)備32a和32b相對(duì)于表面32的位置被記錄在存儲(chǔ)器82中，并且與相應(yīng)的采集圖像相關(guān)聯(lián)。
如圖1所示，圖像采集設(shè)備32a和32b相對(duì)于地球的位置對(duì)應(yīng)于正交圖像102的最底點(diǎn)N。因此，正交圖像102的最底點(diǎn)N的精確地理位置由位置信號(hào)56，速度信號(hào)58，時(shí)間數(shù)據(jù)信號(hào)62，俯仰、滾動(dòng)和偏航信號(hào)64，66，68，航向信號(hào)72和海拔高度信號(hào)74表示。一旦正交圖像102的最底點(diǎn)N已知，可以用公知的方式確定圖像102內(nèi)任何其它像素或點(diǎn)的地理位置。
當(dāng)圖像采集設(shè)備32a和32b采集諸如傾斜圖像104a和104b(圖1)的傾斜圖像時(shí)，圖像采集設(shè)備32a和32b相對(duì)于表面31的位置類似地分別由位置信號(hào)56，速度信號(hào)58，時(shí)間數(shù)據(jù)信號(hào)62，俯仰、滾動(dòng)和偏航信號(hào)64，66，68，航向信號(hào)72，海拔高度信號(hào)74和圖像采集設(shè)備32a和32b的主軸線A1和A2的已知偏角θ表示。
特別應(yīng)當(dāng)注意的是，校準(zhǔn)過(guò)程使圖像和數(shù)據(jù)獲取軟件90能夠結(jié)合校正系數(shù)和/或能夠?qū)D像采集設(shè)備32固有的或由其引起的任何誤差進(jìn)行校正，例如由于校準(zhǔn)的焦距，傳感器尺寸，徑向畸變，主點(diǎn)偏移，和對(duì)準(zhǔn)引起的誤差。
圖像和數(shù)據(jù)獲取軟件90產(chǎn)生并在存儲(chǔ)器82中存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)輸出圖像和數(shù)據(jù)文件120。更具體地，圖像和數(shù)據(jù)獲取軟件90將圖像數(shù)據(jù)信號(hào)48a，48b和定向數(shù)據(jù)信號(hào)(即，圖像數(shù)據(jù)信號(hào)48，位置信號(hào)56，速度信號(hào)58，時(shí)間數(shù)據(jù)信號(hào)62，俯仰、滾動(dòng)和偏航信號(hào)64，66，68，航向信號(hào)72和海拔高度信號(hào)74)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可讀的輸出圖像和數(shù)據(jù)文件120。如圖4所示，輸出圖像和數(shù)據(jù)文件120包含對(duì)應(yīng)于采集的傾斜圖像的多個(gè)采集圖像文件I1，I2，...，In，和與之對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)CPD1，CPD2，...，CPDn。
圖像和數(shù)據(jù)文件120的圖像文件I1，I2，...，In實(shí)際上以計(jì)算機(jī)可讀的任何圖像或圖形文件格式被存儲(chǔ)，例如JPEG，TIFF，GIF，BMP，或者PDF文件格式，并且與同樣作為計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的位置數(shù)據(jù)CPD1，CPD2，...，CPDn相互參照?？蛇x地，位置數(shù)據(jù)CPD1，CPD2，...，CPDn以公知的方式嵌入到相應(yīng)的圖像文件I1，I2，...，In中。然后由圖像和數(shù)據(jù)獲取軟件90或者由后處理過(guò)程對(duì)圖像數(shù)據(jù)文件120進(jìn)行處理，以校正誤差，例如由于飛行路線偏移導(dǎo)致的誤差和本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的其它誤差。之后，圖像數(shù)據(jù)文件120準(zhǔn)備好用于顯示所采集圖像中描述的物體，并對(duì)所采集圖像中描述的物體及物體之間進(jìn)行測(cè)量，包括該物體的高度測(cè)量。
現(xiàn)在參考圖5，圖像顯示和測(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130，例如傳統(tǒng)的臺(tái)式個(gè)人電腦或者警車中的移動(dòng)電腦終端，包括存儲(chǔ)器132，輸入設(shè)備134a和134b，顯示設(shè)備136，和網(wǎng)絡(luò)連接器138。圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130運(yùn)行圖像顯示和分析軟件140，該軟件存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器132中。存儲(chǔ)器132包括，例如非易失性只讀存儲(chǔ)器，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，硬盤存儲(chǔ)器，移動(dòng)存儲(chǔ)卡和/或其它合適的記憶體存儲(chǔ)設(shè)備和/或介質(zhì)。輸入設(shè)備134a和134b，例如鼠標(biāo)，鍵盤，控制桿等，允許數(shù)據(jù)的輸入，并使用戶與圖像顯示和測(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130運(yùn)行的圖像顯示和分析軟件140之間能夠進(jìn)行交互作用。顯示設(shè)備136，例如液晶顯示器或陰極射線管，向圖像顯示和測(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130的用戶顯示信息。網(wǎng)絡(luò)連接器138將圖像顯示和測(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130連接到網(wǎng)絡(luò)(未示出)，例如局域網(wǎng)，廣域網(wǎng)，因特網(wǎng)和/或萬(wàn)維網(wǎng)。
現(xiàn)在參考圖6，在使用中，運(yùn)行圖像顯示和分析軟件140的圖像顯示和測(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130訪問(wèn)一個(gè)或多個(gè)例如通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接器138，軟盤驅(qū)動(dòng)器，移動(dòng)存儲(chǔ)卡或其它適當(dāng)方式讀入存儲(chǔ)器132中的輸出圖像和數(shù)據(jù)文件120。此后，在圖像顯示和分析軟件140的控制下，輸出圖像和數(shù)據(jù)文件120的一個(gè)或多個(gè)采集圖像I1，I2，...，In作為顯示傾斜圖像142被顯示。在大約相同的時(shí)間，對(duì)應(yīng)于顯示傾斜圖像142的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)部分CPD1，CPD2，...，CPDn被讀入到存儲(chǔ)器132的可訪問(wèn)部分。
特別應(yīng)當(dāng)注意的是，基本上當(dāng)采集時(shí)對(duì)顯示傾斜圖像142進(jìn)行顯示，即顯示的圖像142沒(méi)有針對(duì)任何坐標(biāo)系彎曲或擬合，也沒(méi)有被正交校正。圖像顯示和分析軟件140并不為了能夠測(cè)量圖像中顯示的物體而針對(duì)一個(gè)坐標(biāo)系彎曲顯示的圖像142，而是通常通過(guò)參考輸出圖像和數(shù)據(jù)文件120的數(shù)據(jù)部分CPD1，CPD2，...，CPDn和使用一個(gè)或多個(gè)下文中將具體說(shuō)明的投影方程計(jì)算那些所選像素的位置和/或地理位置，來(lái)確定僅根據(jù)需要而選擇的或“在空中”選擇的像素的地理位置。
通常，顯示和測(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130的用戶通過(guò)選擇圖像顯示和分析軟件140中提供的幾個(gè)可用測(cè)量模式中的一個(gè)，對(duì)顯示在顯示傾斜圖像142中的物體及其之間進(jìn)行測(cè)量。用戶例如通過(guò)訪問(wèn)一系列下拉菜單或工具欄M，或者通過(guò)鍵盤命令選擇所需的測(cè)量模式。圖像顯示和分析軟件140提供的測(cè)量模式包括，例如，距離模式，其能夠測(cè)量?jī)蓚€(gè)或多個(gè)選擇點(diǎn)之間的距離；面積模式，其能夠測(cè)量由若干選擇的和互連的點(diǎn)包圍的面積；高度模式，其能夠測(cè)量?jī)蓚€(gè)或多個(gè)選擇點(diǎn)之間的高度；和標(biāo)高模式，其能夠測(cè)量一個(gè)選擇點(diǎn)相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)其它選擇點(diǎn)的標(biāo)高變化。
當(dāng)選擇所需的測(cè)量模式之后，圖像顯示和分析軟件140的用戶用輸入設(shè)備134a，134b中的一個(gè)在顯示圖像142上選擇起始點(diǎn)或開始像素152和結(jié)束點(diǎn)或像素154，并且圖像顯示和分析軟件140自動(dòng)計(jì)算和顯示探索量(quantity sought)，例如開始像素152和結(jié)束像素154之間的距離。
當(dāng)用戶選擇開始點(diǎn)/像素152時(shí)，由圖像顯示和分析軟件140計(jì)算表面31上與之對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的地理位置，所述圖像顯示和分析軟件140利用與被顯示的特定圖像對(duì)應(yīng)的輸出圖像和數(shù)據(jù)文件120的數(shù)據(jù)部分CPD1，CPD2，...，CPDn，運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)投影方程。然后，圖像顯示和分析軟件140將與像素152對(duì)應(yīng)的表面31上的點(diǎn)的經(jīng)度和緯度顯示在顯示器136上，例如，在顯示圖像142上，靠近選擇點(diǎn)/像素疊加經(jīng)度和緯度，或在顯示器136上其它位置的彈出顯示框中疊加經(jīng)度和緯度。用戶重復(fù)同樣的過(guò)程，以選擇結(jié)束像素/點(diǎn)154，并且圖像顯示和分析軟件140重復(fù)同樣的過(guò)程，以檢索和顯示經(jīng)度和緯度信息。
通過(guò)確定每個(gè)“在空中”選擇的像素152，154的地理位置，分別完成起始和結(jié)束點(diǎn)/像素152，154之間距離的計(jì)算。檢索與顯示圖像對(duì)應(yīng)的輸出圖像和數(shù)據(jù)文件120的數(shù)據(jù)部分CPD1，CPD2，...，CPDn，然后確定與每個(gè)所選像素對(duì)應(yīng)的表面31上點(diǎn)的地理位置。與所選像素對(duì)應(yīng)的地理位置之間的差異決定了像素之間的距離。
作為如何確定顯示傾斜圖像142內(nèi)給定點(diǎn)或像素的地理位置的例子，我們將假設(shè)顯示圖像142對(duì)應(yīng)于正交圖像104(圖1)。圖像顯示和分析軟件140的用戶選擇像素154，為了簡(jiǎn)便，該像素對(duì)應(yīng)于傾斜圖像104a的中心C(圖1)。如圖1所示，線106沿著水平面G，從其上位于圖像采集設(shè)備32a正下方的點(diǎn)108延伸到傾斜圖像104a的近邊界或邊緣108的中心C。主軸線A1的延伸線與中心C相交。角是在線106與主軸線A1的延伸線之間形成的角。因此，形成一個(gè)三角形(未標(biāo)示)，該三角形的頂點(diǎn)分別是圖像采集設(shè)備32a，點(diǎn)108和中心C，該三角形的邊分別是邊106，主軸線A1的延伸線，以及點(diǎn)108和圖像采集設(shè)備32a之間的垂線(虛線)110。
地平面G基本上是水平的、平坦的或不傾斜的地平面(其一般具有反映地形平均標(biāo)高的標(biāo)高)，因此上述的三角形包括邊/線110和邊/線106之間的直角。由于角和圖像采集設(shè)備32的海拔高度(即，邊110的長(zhǎng)度)是已知的，因此可以通過(guò)簡(jiǎn)單的幾何學(xué)計(jì)算該直角三角形的斜邊(即，主軸線A1的延伸線的長(zhǎng)度)和剩下的另一邊。而且，由于在與顯示圖像142對(duì)應(yīng)的圖像被采集的時(shí)刻，圖像采集設(shè)備32a的精確位置已知，因此點(diǎn)108的緯度和經(jīng)度也已知。知道按照上述計(jì)算的邊106的長(zhǎng)度，能夠通過(guò)圖像顯示和分析軟件140確定與傾斜圖像104a的中心C對(duì)應(yīng)的像素154的準(zhǔn)確地理位置。一旦知道了與像素154對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的地理位置，就可以利用已知相機(jī)特性來(lái)確定顯示傾斜圖像142中的任何其它像素的地理位置，例如焦距，傳感器尺寸和長(zhǎng)寬比，徑向畸變和其它畸變項(xiàng)等。
通過(guò)利用公知算法確定所選像素的地理位置之間的差異，圖像顯示和分析軟件140計(jì)算與顯示圖像142中兩個(gè)或多個(gè)所選像素對(duì)應(yīng)的兩個(gè)或多個(gè)點(diǎn)之間的距離，所述算法例如為高斯公式和/或滅點(diǎn)(vanishing point)公式，這取決于選擇的測(cè)量模式。通過(guò)與上述測(cè)量所選像素之間的距離基本類似的過(guò)程，來(lái)對(duì)顯示或出現(xiàn)在顯示圖像142中的物體進(jìn)行測(cè)量。例如，通過(guò)選擇合適的/所需的測(cè)量模式，以及選擇開始和結(jié)束像素，來(lái)測(cè)量出現(xiàn)在顯示圖像142中的諸如建筑物，河流，道路，以及實(shí)質(zhì)上任何其它地理或人造結(jié)構(gòu)的物體的長(zhǎng)度，寬度和高度。
特別應(yīng)當(dāng)注意的是，在圖像顯示和分析軟件140的距離測(cè)量模式中，開始和結(jié)束點(diǎn)/像素152，154之間的距離實(shí)質(zhì)上可以沿任何路線確定，例如“直線”路線P1，或者包括選擇中間點(diǎn)/像素和一個(gè)或多個(gè)與之互連的“直線”段的路線P2。
也特別應(yīng)當(dāng)注意的是，圖像顯示和分析軟件140的距離測(cè)量模式根據(jù)“漫步地球”法確定所選像素之間的距離?！奥降厍蚍ā碑a(chǎn)生了一系列互連的直線段，這些線段共同由路線P1和P2表示，所述路線P1和P2在所選像素/點(diǎn)之間延伸，并且落在或依照定義了方格狀地平面的一系列互連小平面中的平面上。如以下將具體描述的，方格狀地平面很接近地遵照或再現(xiàn)表面31的地形，因此路線P1和P2也很接近地遵照表面31的地形。通過(guò)沿著由方格狀地平面模擬的地形測(cè)量距離，“漫步地球”法提供了比傳統(tǒng)方法更精確和有用的選擇點(diǎn)之間的距離測(cè)量，所述傳統(tǒng)方法在平地或平均標(biāo)高平面系統(tǒng)上彎曲圖像，并且沿平地或平面測(cè)量選擇點(diǎn)之間的距離，基本上忽略點(diǎn)之間的地形變化。
例如，準(zhǔn)備對(duì)在不平地形或者丘陵地形上鋪路的合同進(jìn)行投標(biāo)的承包商，可以使用圖像顯示和分析軟件140和由此提供的“漫步地球”測(cè)量法，來(lái)確定所包含道路的近似數(shù)量或面積。承包商可以從他或她自己的辦公室獲得道路的近似數(shù)量或面積，而不必派遣測(cè)繪隊(duì)到現(xiàn)場(chǎng)獲得必要的測(cè)量值。
與本發(fā)明提供的“漫步地球”法相比，當(dāng)測(cè)量位于不平地形上的點(diǎn)和/或物體之間的距離時(shí)，以及當(dāng)測(cè)量類似物體的尺寸和/或高度時(shí)，“平地”或平均標(biāo)高距離計(jì)算法包含固有的不精確性。即使采集表面中的適度傾斜或坡度，也導(dǎo)致最底點(diǎn)的標(biāo)高實(shí)際上相對(duì)于其上任何其它興趣點(diǎn)的差值。因此，再次參考圖1，由線106，主軸線A1的延伸線，以及點(diǎn)108和圖像采集設(shè)備32a之間的垂線(虛線)110形成的三角形可能不是直角三角形。如果發(fā)生這種情況，假設(shè)該三角形是直角三角形的任何幾何計(jì)算會(huì)包含誤差，甚至興趣點(diǎn)之間的較小的梯度或斜坡也會(huì)導(dǎo)致該計(jì)算結(jié)果成為近似值。
例如，如果表面31在最底點(diǎn)N和傾斜圖像104的靠近邊緣或底部邊緣108的中心C之間向上傾斜，那么第二線110在其與水平或非傾斜表面31的交點(diǎn)之前的一點(diǎn)與表面31相交。如果中心C比最底點(diǎn)N高15英尺，并且具有40°(40度)偏角θ，如果不對(duì)點(diǎn)之間的標(biāo)高變化進(jìn)行校正，那么計(jì)算的中心C的位置將偏差大約17.8英尺。
大體如上所述，為了至少部分地補(bǔ)償標(biāo)高的變化，和圖像142中的物體及物體之間的測(cè)量產(chǎn)生的不精確性，圖像顯示和分析軟件140按照需要參考顯示圖像142中和表面31上的點(diǎn)，與預(yù)先計(jì)算的、圖6中表示為160的方格狀或分成小面的地平面進(jìn)行參照。方格狀地平面160包括多個(gè)獨(dú)立的小平面162a，162b，162c等，每個(gè)小平面與每個(gè)其它小平面互相連接，并且由具有各自標(biāo)高的四個(gè)頂點(diǎn)(未標(biāo)示，但是以點(diǎn)示出)定義。小平面162a，162b，162c等中的相鄰兩個(gè)共用兩個(gè)頂點(diǎn)。每個(gè)小平面162a，162b，162c等具有各自的間距和坡度。方格狀地平面160基于各種數(shù)據(jù)和資源而產(chǎn)生，例如地形圖，和/或數(shù)字光柵圖形，測(cè)繪數(shù)據(jù)，和各種其它的資源。
通常，通過(guò)確定小平面162a，162b，162c等中的哪一個(gè)對(duì)應(yīng)于感興趣點(diǎn)，來(lái)計(jì)算顯示圖像142上感興趣點(diǎn)的地理位置。因此，感興趣點(diǎn)的位置基于小平面162a，162b，162c等的標(biāo)高、間距和坡度特征計(jì)算，而不是基于平坦的或平均標(biāo)高地平面計(jì)算。感興趣點(diǎn)位于小平面162a，162b，162c等的平面內(nèi)，只有在表面31的地形和其上感興趣點(diǎn)的位置偏離這些平面的情況下，才會(huì)引入誤差。通過(guò)對(duì)小平面162a，162b，162c等中的特定一個(gè)小平面內(nèi)感興趣點(diǎn)的標(biāo)高進(jìn)行雙線性插值，并且在圖像顯示和分析軟件140執(zhí)行的位置計(jì)算中利用該以插值的標(biāo)高，可以減小誤差。
為了使用方塊狀地平面160，圖像顯示和分析軟件140利用改進(jìn)的光線跟蹤算法，來(lái)找到從圖像采集設(shè)備32a或32b朝表面31和方塊狀地平面160投射光線的交點(diǎn)。該算法不僅確定了小平面162a，162b，162c等中的哪一個(gè)與該光線相交，而且確定了在小平面內(nèi)的什么位置發(fā)生該相交。通過(guò)使用雙線性插值，可以確定相當(dāng)精確的地面位置。對(duì)于反向投影，使用方塊狀地平面160也利用雙線性插值，得到輸入地面位置的地面標(biāo)高值。然后通過(guò)圖像采集設(shè)備32a或32b的模型，將該標(biāo)高和位置用于反向投影，以確定顯示圖像142中哪一個(gè)像素對(duì)應(yīng)于給定位置。
更具體地，作為一個(gè)例子，通過(guò)將方塊狀地平面160疊加和/或擬合到表面31的至少一個(gè)諸如小山這樣的部分166，圖像顯示和分析軟件140執(zhí)行和/或計(jì)算點(diǎn)164的地理位置。應(yīng)當(dāng)注意，只有方塊狀地平面160及其小平面162a，162b，162c等中的一小部分，沿著表面31的部分166的輪廓顯示。如上所述，小平面162a，162b，162c等中的每一個(gè)由四個(gè)頂點(diǎn)定義，每個(gè)頂點(diǎn)具有各自的標(biāo)高，每個(gè)小平面具有各自的間距和坡度。如上所述，確定在小平面162a，162b，162c等的平面/表面(點(diǎn)164(或其投影)位于該平面/表面上)上點(diǎn)164的具體位置。
優(yōu)選地，在圖像顯示和測(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130以及圖像顯示和分析軟件140的操作之外產(chǎn)生方塊狀地平面160。更好地，方塊狀地平面160采用存儲(chǔ)在圖像顯示和測(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130的和/或可訪問(wèn)存儲(chǔ)器中較簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)表或查詢表168的形式。計(jì)算典型地平面的許多小平面的所有頂點(diǎn)位置所需的計(jì)算資源，不一定在圖像顯示和測(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130中。因此，在不需要附加計(jì)算資源的情況下，圖像顯示和測(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130與傳統(tǒng)個(gè)人電腦的應(yīng)用兼容，并可由傳統(tǒng)的個(gè)人電腦執(zhí)行。
在圖像顯示和測(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130之外計(jì)算方塊狀地平面160，實(shí)際上能夠使方塊狀地平面160中包含任何級(jí)別的細(xì)節(jié)，即，由小平面162a，162b，162c等中的每一個(gè)覆蓋的或?qū)?yīng)的尺寸和/或面積，可以按照需要變大或變小，而不會(huì)明顯地增加計(jì)算時(shí)間，減慢操作，也不會(huì)顯著增加圖像顯示和測(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130和/或圖像顯示和分析軟件140所需的資源。顯示和測(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130因此可以是較基本的和不復(fù)雜的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
小平面162a，162b，162c等的尺寸在特定的顯示圖像142中是一致的。例如，如果顯示圖像142對(duì)應(yīng)于在前景中大約750英尺寬和大約900英尺深的面積，那么該圖像可以被分為大約50平方英尺的小平面，因此在寬度上產(chǎn)生了大約15個(gè)小平面，在深度上產(chǎn)生了18個(gè)小平面?？蛇x擇地，小平面162a，162b，162c等的尺寸就包含于其中的像素?cái)?shù)量而言是一致的，即，每個(gè)小平面具有相同數(shù)量的像素寬度和相同數(shù)量的像素深度。因此，在像素密度最大的顯示圖像142的前景中的小平面，在尺寸上小于像素密度最低的顯示圖像142的背景中的小平面。由于希望在像素密度最大的顯示圖像的前景中進(jìn)行大多數(shù)的測(cè)量，與尺寸一致的小平面相比，產(chǎn)生包含的像素?cái)?shù)量一致的小平面具有的優(yōu)點(diǎn)是，在顯示圖像142的前景中提供了更精確的測(cè)量。
使用像素作為基礎(chǔ)來(lái)定義小平面162a，162b，162c等的尺寸的另一優(yōu)點(diǎn)是，位置計(jì)算(像素位置到地面位置)較簡(jiǎn)單。用戶操作圖像顯示和測(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130，以選擇給定小平面中的像素，圖像顯示和分析軟件140查詢與選擇像素對(duì)應(yīng)的小平面的數(shù)據(jù)，如上所述計(jì)算所選像素的標(biāo)高，該標(biāo)高用于位置計(jì)算中。
通常，本發(fā)明采集傾斜圖像的方法，將例如國(guó)家這樣的感興趣區(qū)域劃分為尺寸基本一致的區(qū)，例如面積大約為一平方英里的區(qū)。這樣做便于制定飛行計(jì)劃，以采集覆蓋每一英寸感興趣區(qū)域的傾斜圖像，并且組織和命名這些區(qū)和/或其圖像，以容易地標(biāo)識(shí)，存儲(chǔ)和檢索(在本領(lǐng)域中被稱為“分區(qū)”法)。因?yàn)槿魏胃信d趣的地理區(qū)域的邊緣，例如國(guó)家，極少落在整齊劃一的平分英里邊界，所以本發(fā)明采集傾斜圖像的方法提供了比感興趣區(qū)域中的平方英里數(shù)要多的區(qū)——多出多少主要取決于該國(guó)家邊界的長(zhǎng)度，以及邊界的平直或曲折程度如何。典型地，可以預(yù)期邊界的每二到三英里具有一個(gè)額外的區(qū)。因此如果國(guó)家或其它感興趣區(qū)域約為20英里乘35英里，或者為700平方英里，那么該面積將被分為大約740-780個(gè)區(qū)。
通常，本發(fā)明采集傾斜圖像的方法從至少兩個(gè)羅盤方向采集傾斜圖像，并且從至少這兩個(gè)羅盤方向提供感興趣區(qū)域的完全覆蓋?，F(xiàn)在參考圖7和8，顯示了本發(fā)明用于采集傾斜圖像的方法的第一實(shí)施例。為了清楚，圖7和8基于僅具有一個(gè)圖像采集設(shè)備的系統(tǒng)。然而，應(yīng)當(dāng)理解可以使用兩個(gè)或多個(gè)圖像采集設(shè)備。
圖像采集設(shè)備在每次穿越區(qū)域200期間采集一個(gè)或多個(gè)傾斜圖像。如上所述，圖像采集設(shè)備以一個(gè)角度瞄準(zhǔn)區(qū)域200，以采集傾斜圖像。圖像捕捉設(shè)備和/或平臺(tái)以類似于修剪草坪的方式來(lái)回地穿越區(qū)域200，以保證區(qū)域200的雙重覆蓋。
更具體地，圖像捕捉設(shè)備32和/或平臺(tái)20沿著第一路線202穿越區(qū)域200，由此采集區(qū)域200的區(qū)202a，202b和202c的傾斜圖像。然后圖像捕捉設(shè)備32和/或平臺(tái)20沿著第二路線204穿越區(qū)域200，由此采集區(qū)域200的區(qū)204a，204b和204c的傾斜圖像，其中所述第二路線204與所述第一路線202平行且間隔一定距離，并且與其成180°(180度)的相反方向。通過(guò)比較圖7和8，可以看出區(qū)域200的區(qū)207(圖8)被從第一方向或視角采集的圖像202a-c覆蓋，且被從第二方向或視角采集的圖像204a-c覆蓋。同樣，區(qū)域200的中間區(qū)被100％(百分之一百)雙重覆蓋。重復(fù)沿著平行于路線202和204的相反路線通過(guò)或穿越區(qū)域200的上述模式，直到整個(gè)區(qū)域200被至少一個(gè)從互相平行、由區(qū)域200的尺寸規(guī)定的距離互相間隔并且沿著與路線202和204相同方向的路徑采集的傾斜圖像完全覆蓋為止，從而從那些視角/方向百分之一百雙重覆蓋區(qū)域200。
如果需要，為了增強(qiáng)細(xì)節(jié)，兩個(gè)附加的相反并平行的第三和第四路線206和208分別覆蓋區(qū)域200，如圖9和10所示，路線206和208垂直于路線202和204。因此圖像捕捉設(shè)備32和/或平臺(tái)20沿著第三路線206穿越區(qū)域200，以采集區(qū)域200的區(qū)206a，206b和206c的傾斜圖像，然后，沿著第四路線208穿越，以采集區(qū)域200的區(qū)208a，208b和208c的傾斜圖像，所述第四路線208與第三路線206平行，間隔一定距離并且方向相反。類似地重復(fù)沿著平行于路線206和208的相反路線通過(guò)或穿越區(qū)域200的上述模式，直到整個(gè)區(qū)域200被至少一個(gè)從平行于、由區(qū)域200的尺寸規(guī)定的距離互相間隔、且與路線206和208相同方向的路徑采集的傾斜圖像完全覆蓋為止，從而從那些視角/方向百分之一百雙重覆蓋區(qū)域200。
如上所述，圖像捕捉設(shè)備32和/或平臺(tái)20沿著預(yù)定路線通過(guò)或穿越區(qū)域200。然而，應(yīng)當(dāng)理解，圖像捕捉設(shè)備和/或平臺(tái)20并不一定直接通過(guò)或穿越區(qū)域200，而是可以通過(guò)或穿越與區(qū)域200鄰近、接壤，甚至一定程度上脫離區(qū)域200的區(qū)域，以確保正在被成像的區(qū)域200的區(qū)落在圖像采集設(shè)備的圖像采集范圍內(nèi)。如圖7所示，路線202是這樣的路線，其不直接經(jīng)過(guò)區(qū)域200上方，但是仍采集其傾斜圖像。
本發(fā)明能夠以各種級(jí)別的分辨率和地面取樣距離采集圖像。第一級(jí)別的細(xì)節(jié)，之后稱為社區(qū)級(jí)，具有例如約為每個(gè)像素2英尺的地面取樣距離。對(duì)于正交社區(qū)級(jí)圖像，地面取樣距離在整個(gè)圖像中基本保持恒定。正交社區(qū)級(jí)圖像用足夠的交疊進(jìn)行采集，以提供立體雙層覆蓋。對(duì)于傾斜社區(qū)級(jí)圖像，地面取樣距離變化，例如，從圖像前景中的大約每個(gè)像素1英尺，到圖像中景中的大約每個(gè)像素2英尺，以及到圖像背景中的大約每個(gè)像素4英尺。傾斜社區(qū)級(jí)圖像用足夠的交疊進(jìn)行采集，從而典型地，由至少兩個(gè)從每個(gè)羅盤方向采集的傾斜圖像覆蓋每個(gè)感興趣的區(qū)域。每個(gè)區(qū)大約采集10個(gè)傾斜社區(qū)級(jí)圖像。
第二級(jí)別的細(xì)節(jié)，之后稱為鄰居級(jí)，其明顯地比社區(qū)級(jí)圖像更詳細(xì)。鄰居級(jí)圖像具有例如約為每個(gè)像素6英寸的地面取樣距離。對(duì)于正交鄰居級(jí)圖像，地面取樣距離基本保持恒定。傾斜鄰居級(jí)圖像具有的地面取樣距離，例如，從圖像前景中的大約每個(gè)像素4英寸，到圖像中景中的大約每個(gè)像素6英寸，以及到圖像背景中的大約每個(gè)像素10英寸。傾斜鄰居級(jí)圖像用足夠的交疊進(jìn)行采集，從而典型地，由至少兩個(gè)從每個(gè)羅盤方向采集的傾斜圖像覆蓋每個(gè)感興趣的區(qū)域，從而相對(duì)的羅盤方向提供了互相之間的100％交疊。每個(gè)區(qū)大約采集一百(100)個(gè)傾斜區(qū)域圖像。
特別應(yīng)當(dāng)注意的是，從所有四個(gè)羅盤方向采集傾斜社區(qū)級(jí)和/或鄰居級(jí)圖像，保證了圖像中的每個(gè)點(diǎn)將會(huì)出現(xiàn)在至少一個(gè)采集的傾斜圖像的前景或者下部中，在圖像的前景或下部中地面采樣距離最小且圖像細(xì)節(jié)最大。
在所示實(shí)施例中，圖像采集和地理定位系統(tǒng)30包括陀螺儀，羅盤和高度計(jì)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的圖像采集和地理定位系統(tǒng)可替代地可以構(gòu)造成例如，從GPS和INU信號(hào)/數(shù)據(jù)推導(dǎo)和/或計(jì)算海拔高度，俯仰，滾動(dòng)和偏航，和羅盤導(dǎo)航，實(shí)際上，由此導(dǎo)致不再必需一個(gè)或多個(gè)陀螺儀，羅盤和高度計(jì)。
在所示的實(shí)施例中，圖像采集設(shè)備相對(duì)于水平面具有相等偏角。然而，應(yīng)當(dāng)理解，圖像采集設(shè)備的偏角不必相等。
在所示的實(shí)施例中，圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行圖像和數(shù)據(jù)獲取軟件，該圖像和數(shù)據(jù)獲取軟件將通用的或單獨(dú)的圖像采集信號(hào)發(fā)送到圖像采集設(shè)備，由此促使那些設(shè)備獲取或采集圖像。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可替代地可以構(gòu)造成，在不同的時(shí)刻和/或以不同的時(shí)間間隔，分別促使圖像采集設(shè)備采集圖像。
在所示的實(shí)施例中，本發(fā)明的方法采集傾斜圖像，以從基本上彼此相對(duì)、即互相成180°(180度)的路線/視角提供對(duì)感興趣區(qū)域的雙重覆蓋。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的方法可替代地可以構(gòu)造成，從大致和/或基本互相垂直的路線/視角提供雙重覆蓋。
盡管以具有的優(yōu)選設(shè)計(jì)描述了本發(fā)明，但是在該公開的精神和范圍內(nèi)，本發(fā)明可以被進(jìn)一步修改。因此，該公開意味著包含其中公開的結(jié)構(gòu)和元素的任何等價(jià)物。另外，該公開意味著包含使用其中公開的一般原理的本發(fā)明的任何變化，使用或修改。而且，該公開意味著包含在相關(guān)領(lǐng)域中的已知或慣用實(shí)施范圍內(nèi)，并且落入附加權(quán)利要求的限制內(nèi)的本公開主旨的引申。
權(quán)利要求
1.一種用于采集圖像及相應(yīng)的地理位置數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括圖像采集設(shè)備，所述圖像采集設(shè)備在圖像采集事件中采集傾斜圖像，所述圖像采集設(shè)備發(fā)出與所采集圖像對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)；至少一個(gè)地理定位設(shè)備，所述至少一個(gè)地理定位設(shè)備中的每一個(gè)發(fā)出相應(yīng)的至少一個(gè)地理定位信號(hào)，所述至少一個(gè)地理定位信號(hào)的每一個(gè)在每個(gè)圖像采集事件期間至少表示部分所述圖像采集設(shè)備的地理位置；以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其接收和存儲(chǔ)所述圖像數(shù)據(jù)信號(hào)和所述至少一個(gè)地理定位信號(hào)；以及圖像和數(shù)據(jù)獲取軟件，其讀取所述圖像數(shù)據(jù)信號(hào)和所述至少一個(gè)地理定位信號(hào)，對(duì)于每個(gè)圖像采集事件，所述軟件將每個(gè)所述圖像數(shù)據(jù)信號(hào)與相應(yīng)的所述至少一個(gè)地理定位信號(hào)相關(guān)聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)地理定位設(shè)備和所述至少一個(gè)地理定位信號(hào)分別包括以下至少之一向所述圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出時(shí)間數(shù)據(jù)信號(hào)的時(shí)鐘，所述時(shí)間數(shù)據(jù)信號(hào)表示每個(gè)所述圖像采集事件的時(shí)間；全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器，其接收GPS信號(hào)，并在每個(gè)所述圖像采集事件中，將表示所述圖像采集設(shè)備經(jīng)度和緯度的位置數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送到所述圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；慣性導(dǎo)航設(shè)備(INU)，其在每個(gè)所述圖像采集事件中，將表示所述圖像采集設(shè)備速度的速度數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送到所述圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；陀螺儀，其在每個(gè)所述圖像采集事件中，將分別表示所述圖像采集設(shè)備的俯仰、滾動(dòng)和偏航的俯仰信號(hào)、滾動(dòng)信號(hào)和偏航信號(hào)，發(fā)送到所述圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；羅盤，其在每個(gè)所述圖像采集事件中，將表示所述圖像采集設(shè)備航向的航向數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送到所述圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；以及高度計(jì)，其在每個(gè)所述圖像采集事件中，將表示所述圖像采集設(shè)備海拔高度的海拔高度數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送到所述圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)地理定位設(shè)備和所述至少一個(gè)地理定位信號(hào)分別包括向所述圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出時(shí)間數(shù)據(jù)信號(hào)的時(shí)鐘，所述時(shí)間數(shù)據(jù)信號(hào)表示每個(gè)所述圖像采集事件的時(shí)間；全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器，其接收GPS信號(hào)，并在每個(gè)所述圖像采集事件中，將表示所述圖像采集設(shè)備經(jīng)度和緯度的位置數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送到所述圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；慣性導(dǎo)航設(shè)備(INU)，其在每個(gè)所述圖像采集事件中，將表示所述圖像采集設(shè)備速度的速度數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送到所述圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；陀螺儀，其在每個(gè)所述圖像采集事件中，將分別表示所述圖像采集設(shè)備的俯仰、滾動(dòng)和偏航的俯仰信號(hào)、滾動(dòng)信號(hào)和偏航信號(hào)發(fā)送到所述圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；羅盤，其在每個(gè)所述圖像采集事件中，將表示所述圖像采集設(shè)備航向的航向數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送到所述圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；以及高度計(jì)，其在每個(gè)所述圖像采集事件中，將表示所述圖像采集設(shè)備海拔高度的海拔高度數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送到所述圖像采集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括表示所述圖像采集設(shè)備特性的校正數(shù)據(jù)，所述特性包括焦距、傳感器尺寸、徑向畸變、主點(diǎn)偏移和對(duì)準(zhǔn)，所述圖像和數(shù)據(jù)獲取軟件利用所述校正數(shù)據(jù)來(lái)校正采集的圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括由所述圖像和數(shù)據(jù)獲取軟件產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)文件，所述輸出數(shù)據(jù)文件包括多個(gè)圖像文件和與所述多個(gè)圖像文件中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)平臺(tái)，該平臺(tái)將所述圖像采集設(shè)備攜帶到距感興趣表面上方預(yù)定的距離。
7.一種計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)，基于采集的傾斜圖像用于顯示、地理定位和進(jìn)行測(cè)量，包括具有存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；圖像和數(shù)據(jù)文件，其可由所述系統(tǒng)進(jìn)行訪問(wèn)，并且包括與多個(gè)采集的傾斜圖像對(duì)應(yīng)的多個(gè)圖像文件，所述圖像和數(shù)據(jù)文件進(jìn)一步包括與所述多個(gè)圖像文件對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)；圖像顯示和分析軟件，其由所述系統(tǒng)運(yùn)行，以讀取所述圖像和數(shù)據(jù)文件，并將該采集的傾斜圖像的至少一部分作為顯示圖像進(jìn)行顯示，所述軟件檢索所述顯示圖像中的一個(gè)或多個(gè)選擇點(diǎn)的所述位置數(shù)據(jù)，所述軟件計(jì)算所述顯示圖像中的任何兩個(gè)或多個(gè)選擇點(diǎn)之間的分離距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括表示方塊狀地平面的地平面數(shù)據(jù)文件，所述地平面數(shù)據(jù)文件可由所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)訪問(wèn)，所述地平面數(shù)據(jù)文件表示與所述采集的傾斜圖像中描述的地形的至少一部分十分近似的方塊狀地平面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述方塊狀地平面進(jìn)一步包括多個(gè)互連的小平面，所述多個(gè)小平面中的每一個(gè)具有各自的間距和坡度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述地平面數(shù)據(jù)文件包括多個(gè)頂點(diǎn)，所述多個(gè)頂點(diǎn)中的每一個(gè)具有各自的標(biāo)高，并且定義所述多個(gè)互連小平面的角，所述多個(gè)頂點(diǎn)中的兩個(gè)由所述互連小平面中的每一個(gè)共有。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述圖像顯示和分析軟件識(shí)別所述多個(gè)小平面中的哪一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述顯示圖像上的選擇點(diǎn)，并且計(jì)算所述選擇點(diǎn)的標(biāo)高，所述標(biāo)高至少部分取決于與該選擇點(diǎn)對(duì)應(yīng)的該小平面的頂點(diǎn)的標(biāo)高，所述圖像顯示和分析軟件使用所述計(jì)算的標(biāo)高計(jì)算所述選擇點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)其它選擇點(diǎn)之間的所述分離距離。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述圖像顯示和分析軟件通過(guò)計(jì)算兩個(gè)或多個(gè)選擇點(diǎn)之間的該分離距離，來(lái)計(jì)算所述顯示圖像中物體的高度。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述方塊狀地平面為疊加和擬合到所述顯示圖像上的一個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述圖像顯示和分析軟件包括用戶可選擇的測(cè)量模式，可以通過(guò)下拉菜單、工具欄和鍵盤命令中的至少一種訪問(wèn)該模式。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述圖像中的每一個(gè)由圖像采集設(shè)備在各個(gè)圖像采集事件中采集，所述圖像和數(shù)據(jù)文件的所述位置數(shù)據(jù)包括表示每個(gè)圖像采集事件時(shí)間的時(shí)間數(shù)據(jù)；在每個(gè)圖像采集事件中表示該圖像采集設(shè)備位置的位置數(shù)據(jù)；在每個(gè)圖像采集事件中表示該圖像采集設(shè)備定向的定向數(shù)據(jù)；表示該圖像采集設(shè)備的校正系數(shù)的校正數(shù)據(jù)；以及表示由該圖像采集設(shè)備所采集的該表面的平均標(biāo)高的標(biāo)高數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述位置數(shù)據(jù)包括在每個(gè)圖像采集事件中所述圖像采集設(shè)備的緯度、經(jīng)度和海拔高度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述定向數(shù)據(jù)包括在每個(gè)圖像采集事件中所述圖像采集設(shè)備的滾動(dòng)、俯仰、偏航和航向。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的數(shù)據(jù)組，其中所述圖像采集設(shè)備是照相機(jī)，且所述校正數(shù)據(jù)至少包括焦距、傳感器尺寸、長(zhǎng)寬比、主點(diǎn)偏移、畸變和像素間距中的一個(gè)。
19.用于在顯示的傾斜圖像中進(jìn)行測(cè)量的計(jì)算機(jī)化方法，包括在該顯示圖像上用輸入設(shè)備選擇起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)；從數(shù)據(jù)文件檢索與所述起始點(diǎn)和所述結(jié)束點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)；參考與具有多個(gè)小平面的方塊狀地平面對(duì)應(yīng)的地平面數(shù)據(jù)文件，所述小平面中的每一個(gè)具有各自的間距和坡度，所述方塊狀地平面與所述顯示的傾斜圖像的地形精密地匹配；用線段將所述起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)連接，所述線段符合所述小平面的所述間距和坡度，由此遵循所述地形；以及沿所述起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)之間的所述線段計(jì)算該線距離，因此，考慮到了所述小平面的所述間距和坡度。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述方塊狀地平面疊加在所述顯示的傾斜圖像上。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟在該顯示圖像上用輸入設(shè)備選擇一個(gè)或多個(gè)中間點(diǎn)；從所述數(shù)據(jù)文件檢索與所述一個(gè)或多個(gè)中間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)；以及將相鄰的中間點(diǎn)彼此連接，并且用線段將所述起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)連接到相鄰的中間點(diǎn)，所述線段符合所述小平面的所述間距和坡度，由此遵循所述地形；以及沿所述起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)之間的所述線段計(jì)算該距離。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述多個(gè)小平面中的每一個(gè)與所述顯示的傾斜圖像的相等面積相對(duì)應(yīng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述多個(gè)小平面中的每一個(gè)包括所述顯示的傾斜圖像的相等數(shù)量的像素。
24.一種計(jì)算機(jī)化方法，用于從顯示在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的傾斜圖像上進(jìn)行測(cè)量，至少一個(gè)輸入設(shè)備連接到所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，圖像數(shù)據(jù)文件可由所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)訪問(wèn)，所述圖像數(shù)據(jù)文件包括與之對(duì)應(yīng)的采集的圖像和位置數(shù)據(jù)，所述計(jì)算機(jī)化方法包括將該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)置于多個(gè)測(cè)量模式的所需一個(gè)之中，配置該所需的測(cè)量模式，以計(jì)算所需的測(cè)量；在該顯示圖像上選擇起始點(diǎn)；檢索與所述起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的該位置數(shù)據(jù)；在該顯示圖像上選擇結(jié)束點(diǎn)；檢索與所述結(jié)束點(diǎn)對(duì)應(yīng)的該位置數(shù)據(jù)；以及計(jì)算該所需的測(cè)量，該測(cè)量至少部分地取決于所述起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)的所述位置數(shù)據(jù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟在所述顯示圖像上選擇一個(gè)或多個(gè)中間點(diǎn)；以及檢索與所述中間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的該位置數(shù)據(jù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述多個(gè)測(cè)量模式包括距離測(cè)量模式，用于計(jì)算兩個(gè)或多個(gè)選擇點(diǎn)之間的距離；高度測(cè)量模式，用于計(jì)算兩個(gè)或多個(gè)選擇點(diǎn)之間的高度差；相對(duì)標(biāo)高測(cè)量模式，用于計(jì)算兩個(gè)或多個(gè)選擇點(diǎn)標(biāo)高的差值；和面積測(cè)量模式，用于計(jì)算由至少三個(gè)點(diǎn)包圍的面積。
27.用平臺(tái)攜帶的圖像采集設(shè)備來(lái)采集感興趣區(qū)域的傾斜圖像的一種方法，在各個(gè)圖像采集事件中采集每個(gè)傾斜圖像，所述方法包括將該感興趣區(qū)域分為多個(gè)區(qū)；沿第一路線引導(dǎo)該平臺(tái)，由此用該圖像采集設(shè)備瞄準(zhǔn)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)區(qū)；用該圖像采集設(shè)備采集一個(gè)或多個(gè)傾斜圖像，由此在從第一視角采集的傾斜圖像中覆蓋每個(gè)所述目標(biāo)區(qū)的全部；沿第二路線引導(dǎo)該平臺(tái)，由此瞄準(zhǔn)所述目標(biāo)區(qū)；用該圖像采集設(shè)備采集一個(gè)或多個(gè)傾斜圖像，由此在從第二視角采集的傾斜圖像中覆蓋每個(gè)所述目標(biāo)區(qū)的全部；沿著基本上與所述第一和第二路線平行且與所述第一和第二路線間隔一定距離的路線，重復(fù)所述引導(dǎo)和采集步驟，并且采集一個(gè)或多個(gè)傾斜圖像，由此，在從所述第一和第二視角中的每一個(gè)采集的傾斜圖像中，覆蓋了所述多個(gè)區(qū)中每一個(gè)的全部；以及在每個(gè)圖像采集事件中，記錄表示所述圖像采集設(shè)備地理位置的位置數(shù)據(jù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述第二路線基本上平行于所述第一路線，且關(guān)于所述第一路線成180°(180度)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述第二路線也與所述第一路線間隔一定距離。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟沿第三路線引導(dǎo)該平臺(tái)，由此用該圖像采集設(shè)備瞄準(zhǔn)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)區(qū)，所述第三路線基本上與所述第一和第二路線垂直；用該圖像采集設(shè)備采集一個(gè)或多個(gè)傾斜圖像，由此在從第三視角采集的傾斜圖像中采集每個(gè)所述目標(biāo)區(qū)的全部；以及沿著基本上與所述第三路線平行而且與所述第三路線間隔一定距離的路線，重復(fù)所述引導(dǎo)和采集步驟，并且采集一個(gè)或多個(gè)傾斜圖像，由此在從所述第三視角采集的傾斜圖像中覆蓋所述多個(gè)區(qū)中每一個(gè)的全部。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟沿第四路線引導(dǎo)該平臺(tái)，由此用該圖像采集設(shè)備瞄準(zhǔn)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)區(qū)，所述第四路線基本上平行于所述第三路線，并且與所述第三路線成180°(180度)角；用該圖像采集設(shè)備采集一個(gè)或多個(gè)傾斜圖像，由此在從第四視角采集的傾斜圖像中采集每個(gè)所述目標(biāo)區(qū)的全部；以及沿基本上與所述第四路線平行而且與所述第四路線間隔一定距離的路線重復(fù)所述引導(dǎo)和采集步驟，并且采集一個(gè)或多個(gè)傾斜圖像，由此在從所述第四視角采集的傾斜圖像中覆蓋所述多個(gè)區(qū)中每一個(gè)的全部。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述第四路線也與所述第三路線間隔一定距離。
全文摘要
一種從采集的傾斜圖像(32a和32b)進(jìn)行顯示，地理定位和測(cè)量的計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)(46)包括可由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)訪問(wèn)的數(shù)據(jù)文件。數(shù)據(jù)文件包括與多個(gè)采集的傾斜圖像(32a和32b)對(duì)應(yīng)的多個(gè)圖像文件，和與該圖像對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)。圖像顯示和分析軟件由系統(tǒng)(46)執(zhí)行，以讀取數(shù)據(jù)文件以及顯示采集的傾斜圖像的至少一部分。該軟件檢索用戶在顯示圖像上選擇的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)，并且計(jì)算任何兩個(gè)或多個(gè)選擇點(diǎn)之間的分離距離。該分離距離計(jì)算是用戶可選擇的，以確定各種參數(shù)，包括選擇點(diǎn)之間的直線距離，由選擇點(diǎn)包圍的面積，選擇點(diǎn)的相對(duì)標(biāo)高，和選擇點(diǎn)之間的高度差。
文檔編號(hào)G06T17/05GK1735897SQ200380108517
公開日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2003年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月8日
發(fā)明者斯蒂芬·舒爾茨, 弗蘭克·朱弗里達(dá), 羅伯特·格雷, 查爾斯·蒙代洛 申請(qǐng)人:皮克托米特里國(guó)際公司