一种球面全景影像与三维激光扫描点云的配准及测量方法

摘要

本发明提供了一种球面全景影像与三维激光扫描点云的配准及测量方法，首先用单位球体的三维结构模拟球面全景影像，将球面全景影像的像素坐标转换为三维直角坐标，然后计算出球面全景影像在点云数据中的姿态参数以及球面全景影像的光心在点云数据中的位置坐标将球面全景影像在点云数据中进行配准；再通过计算得到球面全景影像的深度图；最后当需要在球面全景影像上测量时，将鼠标移动到需要测量的目标点位置，即可计算得出目标点的三维坐标。本发明提供的配准及测量方法不仅能够将球面全景影像与三维激光扫描点云进行高度配准，同时还能够对目标点实现快速测量。

主权项

一种球面全景影像与三维激光扫描点云的配准及测量方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、用单位球体的三维结构模拟球面全景影像，将球面全景影像的像素坐标(u，v)首先转换为球面极坐标然后将球面全景影像的球面极坐标转换为三维直角坐标(x₀，y₀，z₀)；(2)、在球面全景影像中选取大于三个的分别位于不同平面上的点作为控制点，同时与之对应的在点云数据中选取上述控制点，根据控制点在球面全景影像中的坐标以及在点云数据中的坐标，即可计算得出球面全景影像在点云数据中的姿态参数以及球面全景影像的光心在点云数据中的位置坐标(Xc，Yc，Zc)，从而将球面全景影像在点云数据中进行配准；(3)、以球面全景影像的光心位置坐标(Xc，Yc，Zc)为原点，搜索空间范围内的点云，将搜索到的每一个点至光心的距离值d均转化为RGB值，将转化后的RGB值以图片格式存储，得到球面全景影像的深度图；步骤(3)中的具体步骤为：首先预设一张球面全景影像的深度图，根据角度坐标以及像素坐标将该预设深度图划分为网格状，并开辟保存每个网格中保存的点云距离的数据组；然后以球面全景影像的光心位置坐标(Xc，Yc，Zc)为原点，搜索空间范围内的点云，根据搜索到的点以及光心坐标，计算点的极坐标以及到光心的距离值d；根据点的极坐标计算确定点所对应深度图中的具体网格，并更新该网格中的点的距离值d；最后将所有距离值d均转化为RGB值，将转化后的RGB值一一存储于对应网格中，即可得到球面全景影像的深度图；(4)、当需要在球面全景影像上测量时，将鼠标移动到需要测量的目标点位置，此时读取目标点的像素坐标(u，v)以及球面极坐标根据姿态参数以及像素坐标(u，v)计算目标点在球面全景影像的深度图中的像素坐标(u′，v′)，读取此像素中的RGB值，并将其转化为距离值d，最后根据距离值d和角度坐标即可计算得出目标点的三维坐标(x，y，z)。