一種天地及室內(nèi)外全景自動(dòng)關(guān)聯(lián)分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及三維影像處理領(lǐng)域，具體涉及一種天地及室內(nèi)外全景自動(dòng)關(guān)聯(lián)分析方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 三維全景技術(shù)是目前迅速發(fā)展并逐步流行的一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于網(wǎng) 絡(luò)三維服務(wù)。三維全景融合了全景技術(shù)與地理信息技術(shù)，以一種完全真實(shí)的方式展現(xiàn)空間 信息。在全景影像表達(dá)的世界里，包含大量地理的、環(huán)境的、經(jīng)濟(jì)的、社會(huì)的、人文的信息以 及可供挖掘的知識(shí)，有強(qiáng)烈的立體感和沉浸感，能給人以身臨其境的感覺(jué)。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外已有的全景服務(wù)有谷歌街景、微軟街景、騰訊SOSO街景，另外，國(guó)內(nèi)的 城市吧，愛尚重慶等也提供部分城市的街景服務(wù)。全景技術(shù)進(jìn)入發(fā)展的黃金期，以街景為代 表的應(yīng)用產(chǎn)品，發(fā)展前景有著很大的想象空間。
[0004] 然而，一方面，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的全景服務(wù)大多只提供室外街景，對(duì)天地及室內(nèi)外全景 的一體化展示研究較少。另一方面，街景數(shù)據(jù)量比較大，在進(jìn)行街景數(shù)據(jù)自動(dòng)漫游時(shí)，傳統(tǒng) 的做法是通過(guò)人工干預(yù)增加漫游路徑，以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景之間的關(guān)聯(lián)，這種方法將極大的降低街 景數(shù)據(jù)的生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種快速且準(zhǔn)確地實(shí) 現(xiàn)天地及室內(nèi)外全景自動(dòng)關(guān)聯(lián)的分析方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了 一種天地及室內(nèi)外全景自動(dòng)關(guān)聯(lián)分析方法，包 括以下步驟：
[0007] S1，采集全景圖片信息，包括全景圖片及采集該全景圖片時(shí)的位置點(diǎn)坐標(biāo) P0 (χ〇, y〇, z〇)；
[0008] S2,根據(jù)當(dāng)前全景圖片的采集位置點(diǎn)Ρ(](χ。，y。，z。）獲得指定緩沖區(qū)內(nèi)與之關(guān)聯(lián)的 關(guān)聯(lián)全景圖片；
[0009] S3,選擇一個(gè)指定方向作為參考方向，并在全景圖中任意選取輔助點(diǎn)P1，其空 間坐標(biāo)為P1U 1, yi，Z1)，在全景圖片中坐標(biāo)為P1 On1, Ii1)，根據(jù)當(dāng)前全景圖片的采集位置點(diǎn) Pc(x。，y。，z。）與輔助點(diǎn)P1得到一參考方向點(diǎn)在該全景圖片中的對(duì)應(yīng)位置；
[0010] S4,根據(jù)該參考方向點(diǎn)在當(dāng)前全景圖片中的對(duì)應(yīng)位置來(lái)計(jì)算關(guān)聯(lián)全景圖片的采集 位置點(diǎn)與當(dāng)前全景圖片的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)相應(yīng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)全景圖片與當(dāng)前全景圖 片的關(guān)聯(lián)，得到天地及室內(nèi)外一體化全景地圖。
[0011] 在全景圖片的采集、預(yù)處理及拼接的基礎(chǔ)上，本發(fā)明對(duì)全景圖片首先進(jìn)行空間化， 根據(jù)全景圖片的方位，以當(dāng)前全景圖片為中心，某一緩沖區(qū)半徑范圍內(nèi)的全景圖片與當(dāng)前 全景圖片進(jìn)行自動(dòng)關(guān)聯(lián)。
[0012] 本方法的步驟S3中的參考方向可任意選定，由當(dāng)前全景圖片的采集位置點(diǎn) Pc(x。，y。，z。）與輔助點(diǎn)？1得到在水平面上參考方向與^的角度關(guān)系，根據(jù)這種角度關(guān)系 得到參考方向上的一個(gè)點(diǎn)在該全景圖片中的對(duì)應(yīng)位置。
[0013] 該方法簡(jiǎn)單、直接有效，能快速的將當(dāng)前全景圖片與關(guān)聯(lián)全景圖片完成關(guān)聯(lián)，得到 天地及室內(nèi)外一體化全景地圖，提升了街景數(shù)據(jù)的生產(chǎn)效率。
[0014] 由上述得到的關(guān)聯(lián)結(jié)果提高了全景圖片關(guān)聯(lián)的效率，但是存在一定的誤差，需要 對(duì)關(guān)聯(lián)誤差較大的全景影像進(jìn)行修正對(duì)關(guān)聯(lián)結(jié)果進(jìn)行修正，以保證自動(dòng)關(guān)聯(lián)的正確性，因 此還包括步驟S5,對(duì)關(guān)聯(lián)結(jié)果進(jìn)行修正，得到修正后的天地及室內(nèi)外一體化全景地圖。最后 對(duì)關(guān)聯(lián)得到的天地及室內(nèi)外一體化全景地圖進(jìn)行發(fā)布。
[0015] 進(jìn)一步的，步驟S2包括以下步驟：
[0016] S2-1，設(shè)緩沖區(qū)半徑為r，設(shè)該緩沖區(qū)內(nèi)某一全景圖片采集位置點(diǎn)坐標(biāo)為 以(^，73,23)，計(jì)算該全景圖片采集位置點(diǎn)？ 3〇^73,23)到當(dāng)前全景圖片采集位置點(diǎn) Po (x0, y0, Z0)的距離，計(jì)算方法如下：
[0018] S2-2,判斷該全景圖片是否與當(dāng)前全景圖片關(guān)聯(lián)，判斷方法為：
[0020] S2-3,重復(fù)執(zhí)行步驟S2-1至S2-2,直到該緩沖區(qū)內(nèi)的全部全景圖片均被判斷是否 被關(guān)聯(lián)，最終得到該緩沖區(qū)內(nèi)所有與當(dāng)前全景圖片關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)全景圖片。
[0021] 該方法能迅速、完整的得到指定緩沖區(qū)內(nèi)與當(dāng)前全景圖片相關(guān)聯(lián)的全景圖片，提 高了關(guān)聯(lián)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0022] 優(yōu)先的，步驟S3中的參考方向?yàn)檎毕?。選擇正北向作為參考方向，更方便于本 方法的分析和計(jì)算，能提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而提高當(dāng)前全景圖片與關(guān)聯(lián)全景圖片關(guān) 聯(lián)的準(zhǔn)確性。
[0023] 進(jìn)一步的，步驟S3包括以下步驟：
[0024] S3-1，在當(dāng)前全景圖片中任意選取點(diǎn)P1作為輔助點(diǎn)，設(shè)輔助點(diǎn)p ^勺坐標(biāo)為 P1 (X1, Y1, Z1)，其在全景圖片中坐標(biāo)為P1 (IIl1, Il1);
[0025] S3-2,設(shè)輔助點(diǎn)Pl(Xl，yi，Z1)與當(dāng)前全景圖片的采集位置點(diǎn)p Q(x。，y。，z。）在水平面 的投影點(diǎn)分別為P1' (X1, Y1)和P。' （X。，y。)，計(jì)算水平面上正北向與
的夾角α，計(jì)算 公式為：
然后根據(jù)下式確定夾角Ct :
[0026]
[0027] S3-3,通過(guò)夾角α，確定一正北向點(diǎn)在當(dāng)前全景圖片中的位置坐標(biāo)ρΝ(χΝ, yN)，計(jì)算 公式為
其中η表示當(dāng)前全景圖像的寬度，當(dāng)前全景 圖像的長(zhǎng)度為2η。
[0028] 為了對(duì)當(dāng)前全景圖片進(jìn)行空間位置上的關(guān)聯(lián)，需要確定每幅全景圖片表示的方位 信息。單憑采集該全景圖片的空間位置信息很難對(duì)全景圖片進(jìn)行定向，本步驟中通過(guò)添加 輔助點(diǎn)口:來(lái)對(duì)全景圖片進(jìn)行定向，因此輔助點(diǎn)P :的坐標(biāo)是已知的，首先得到輔助點(diǎn)P i與正 北向在水平面上的夾角α，然后通過(guò)夾角α得到一個(gè)正北向點(diǎn)在當(dāng)前全景圖片中的位置 坐標(biāo)PN (xN，yN)，為后續(xù)全景圖片的關(guān)聯(lián)計(jì)算提供了基礎(chǔ)，起到了鋪墊的作用。
[0029] 優(yōu)選的，所述輔助點(diǎn)P1在當(dāng)前全景圖片中的坐標(biāo)
即位于當(dāng) 前全景圖片的中心點(diǎn)。這使得在計(jì)算點(diǎn)仏的坐標(biāo)時(shí)，更加快捷，易于計(jì)算。
[0030] 優(yōu)選的，步驟S3-3中，
這使得在關(guān)聯(lián)計(jì)算更加快捷方便。
[0031] 進(jìn)一步的，步驟S4包括以下步驟：
[0032] S4-1，設(shè)一關(guān)聯(lián)全景圖片的采集位置點(diǎn)為p2(x2, y2, Z2)，計(jì)算該點(diǎn)所在位置與正北 向在水平面上的夾角β，計(jì)算公式為：
然后根據(jù)下式確定夾角β :
[0035] S4-2,計(jì)算
與水平面的夾角Θ，計(jì)算公式為：
[0036]
[0037] S4-3,計(jì)算點(diǎn)p2(x2, y2, z2)到當(dāng)前全景圖片對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)p2' (x 2'，y2')的轉(zhuǎn)換 關(guān)系，實(shí)現(xiàn)該關(guān)聯(lián)全景圖片與當(dāng)前全景圖片的關(guān)聯(lián)，轉(zhuǎn)換關(guān)系的計(jì)算公式如下：
[0039] S4-4,根據(jù)步驟S4-1至S4-3計(jì)算其它的關(guān)聯(lián)全景圖片與當(dāng)前全景圖片的關(guān)聯(lián)關(guān) 系，實(shí)現(xiàn)全景圖片的自動(dòng)關(guān)聯(lián)。
[0040] 該方法快速直接的得到了所有關(guān)聯(lián)全景圖片與當(dāng)前全景圖片的轉(zhuǎn)換關(guān)系，完成了 它們之間的關(guān)聯(lián)。
[0041] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0042] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中：
[0043] 圖1是本發(fā)明的流程圖；
[0044] 圖2為全景圖片定向示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0046] 在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)"安裝"、"相連"、 "連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可 以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù) 具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。
[0047] 本發(fā)明提供了一種天地及室內(nèi)外全景自動(dòng)關(guān)聯(lián)分析方法，如圖1所示，包括以下 步驟：
[0048] 第一步，采集全景圖片信息，包括全景圖片及采集該全景圖片時(shí)的位置點(diǎn)坐標(biāo) Po (χ〇, y〇，zo) 〇
[0049] 在對(duì)全景圖片的采集中，需要進(jìn)行全景圖片采集、圖片預(yù)處理及圖片拼接的工作， 對(duì)每張全景圖片都需要記錄其采集位置點(diǎn)坐標(biāo)。
[0050] 第二步，根據(jù)當(dāng)前全景圖片的采集位置點(diǎn)Ρ(：(Χ(：，^， Ζ。）獲得指定緩沖區(qū)內(nèi)與之關(guān) 聯(lián)的關(guān)聯(lián)全景圖片。
[0051] 這里獲得關(guān)聯(lián)全景圖片的方法如下：
[0052] 首先，設(shè)緩沖區(qū)半徑為r，設(shè)該緩沖區(qū)內(nèi)某一全景圖片采集位置點(diǎn)坐標(biāo)為
計(jì)算該全景圖片采集位置點(diǎn)P3(x3，y3, Z3)到當(dāng)前全景圖片采集位置點(diǎn) 的距離，計(jì)算方法如下：
[0054] 然后，判斷該全景圖片是否與當(dāng)前全景圖片關(guān)聯(lián)，判斷方法為：
[0056] 通過(guò)重復(fù)執(zhí)行上述兩個(gè)步驟，直到該緩沖區(qū)內(nèi)的全部全景圖片均被判斷是否被關(guān) 聯(lián)，最終得到該緩沖區(qū)內(nèi)所有與當(dāng)前全景圖片關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)全景圖片。
[0057] 第三步，選擇一個(gè)指定方向作為參考方向，并在全景圖中任意選取輔助點(diǎn)P1，其 空間坐標(biāo)為P 1 (Xl，yi，Z1)，在全景圖片中坐標(biāo)為P1 On1,