基于全景影像景深图的探面方法

摘要

本发明公开了一种基于全景影像景深图的探面方法，属于可量测街景影像领域，本发明使用景深图的地面探面，在上下坡路段探测结果更加准确；同时由于使用点云自动生产景深图，自动化程度高，不需要人工干预，数据生产成本低。对于建筑物立面探面结果，本发明根据最大视角原则选取目标全景，更加符合真实情况。

主权项

一种基于全景影像景深图的探面方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、获取当前鼠标点在全景影像中的UV坐标(u，v)，并计算当前鼠标点在全景影像景深图中的像素点(I，J)，I＝v(λW‑1)，J＝(1‑u)(λH‑1)，W、H为全景影像的宽度和高度，λ为景深图宽度与全景图宽度的比值；然后从全景影像的景深图中获取像素点(I，J)的景深L；其中生成全景影像的景深图的步骤：B1、从点云文件读入点云到集合U，记为U＝{P₁......P_N}；N为点云集合U中点的数量，N为正整数；设定点云集合U中第C个点为P_c(x_c,y_c,z_c)，x_c，y_c和z_c是点P_c的三维世界坐标；C为正整数且C的初始值为1；设定准备生成的全景影像的位置与姿态为POS＝(X,Y,Z,yaw,pitch,roll)，其中X、Y和Z分别为全景影像中心的三维坐标位置；yaw，pitch和roll分别为全景影像的偏航值、俯仰值、侧滚值；记全景影像的像素宽度为W，全景影像的像素高度为H，H＝W/2，将全景影像景深图的像素宽度初始化为λW、将全景影像景深图的像素高度初始化为λH，o＜λ≤1；将全景影像景深图中各像素的深度值初始化为10000；B2、设定p为p_c对应全景影像坐标系中的点坐标，计算得到全景影像坐标系中的点坐标，x、y和z为点p的三个坐标分量；R为旋转矩阵；B3、将全景影像坐标系中的点坐标p转换成全景影像的uv坐标：计算方位角计算方位角当x＜0且y＞0时，计算α＝180‑α；当x＜0且y＜0时，计算α＝‑180‑α；计算α＝270‑α，当α≥360时，计算α＝α‑360；计算u＝(90+β)/180和v＝α/360；B4、计算全景影像景深图中的像素点(I，J)，I＝v(λW‑1)，J＝(1‑u)(λH‑1)；B5、当全景影像景深图的景深小于全景影像景深图中(I，J)像素代表的深度值时，把所述景深L赋给全景影像景深图中的(I，J)像素；B6、执行C＝C+1，判断是否c≤N，当c≤N时，返回执行步骤B2；否则保存全景影像的景深图；步骤二、计算(I，J)像素对应的全景坐标系下的三维坐标点p(x，y，z)在全景坐标系中的方位角(α,β)，α＝270‑360u，β＝180v‑90，α为p点在全景坐标系XOZ平面投影与X轴之间的夹角，β为原点O、点p连线与XOZ平面的夹角；步骤三、根据方位角(α,β)和景深L，计算全景影像UV坐标系下当前鼠标点对应的三维点p(x，y，z)，x＝Lcos(β)cos(α)，y＝Lsin(β)，z＝Lcos(β)sin(α)；将p(x，y，z)转换到世界坐标系下，p(x’，y’，z’)为像素点(I，J)在世界坐标系中对应的三维坐标；在像素点(I，J)周边10个像素内按逆时针方向选择n个具有景深信息的像素点{(I₁,J₁)......(I_n,J_n)}，n为整数且n≥2，将该n个像素点转换到世界坐标系下，得到全景点集合{p₁,p₂......p_n}；pi为全景点集合{p₁,p₂......p_n}中一点，i为整数且1≤i≤n‑1；步骤四、计算n‑1个方向向量，其中第i个方向向量V_i是向量与向量使用右手法则确定的方向向量；计算V_i＝norm((p_i‑p)×(p_i+1‑p))得到V_i，norm表示向量的单位化；步骤五、计算n‑1个方向向量合成的向量并计算与垂直向量V₀＝(0,0,1)的夹角θ；步骤六、根据所述夹角θ对全景影像的景深图进行探面。