车载全景影像采集平台的航向和俯仰角速度获取方法

摘要

本发明公开了一种车载全景影像采集平台的航向和俯仰角速度获取方法，属于装置航向和俯仰角速度计算领域。本发明的方法不需要陀螺仪或惯导单元就可以计算航向与俯仰角速度，其包括：从连续全景影像中提取相邻帧，再使用球面全景模型把这两帧投影到3D中的球面上；把全景采集平台正前方向上小范围的图形通过映射到纹理技术投影到两幅图片中；通过特征点匹配在这两幅图片中寻找中心部分附近的匹配点；通过匹配点的坐标差计算航向与俯仰偏转角度，进而求得连续帧的航向与俯仰角速度。使用同样的方法可以获得整个连续实景影像的航向与俯仰角速度。本方法避免使用硬件设备，简化了全景采集平台的设计，降低了平台成本。

主权项

1.一种车载全景影像采集平台的航向和俯仰角速度获取方法，其特征在于由以下步骤组成：S1、车载全景影像采集平台间隔地采集全景影像，构成全景影像图片，其中采集的间隔时间为Δt，且设定相邻帧第i帧、第i+1帧采集到全景影像图片分别为F_i、F_i+1，所述全景影像图片的宽度为w像素，高度为h像素；S2、采用3D中的纹理映射技术将所述全景影像图片中的全景影像纹理映射至投影模型上；S3、利用3D技术，在投影模型的中心点设置摄像机，所述摄像机正对运载车辆行驶正前方或者正后方，获得水平和垂直视野范围β°内的区域影像，所述β的取值范围为10～30，设定所述区域影像的坐标变化与所述运载车辆的直线运动关系无关，利用3D中的渲染纹理技术将所述投影模型上的区域影像渲染到区域影像图片上，其中设定相邻帧第i帧和第i+1帧采集到的区域影像图片分别为P_i、P_i+1，所述区域影像图片的宽度为w_p像素，高度为h_p像素；S4、以所述区域影像图片的中心点为原点建立坐标系统，设定水平向右为X轴正向，垂直向上为Y轴正向，且计算第i帧所述区域影像图片在原点附近的任意像素点（u，v）的特征向量S5、计算第i+1帧所述区域影像图片的小区域U={（x，y）︱－c≤x-u≤c，－c≤y-v≤c}中所有像素点的特征向量集合其中c的取值范围为20～40，x，y均为整数；S6、求取特征向量集合中与特征向量的范数最小的像素点（a，b），即表示第i+1帧区域影像图片P_i+1中像素点（a，b）与第i帧的区域影像图片P_i中像素点（u，v）相匹配；S7、根据投影模型单位宽度对应的角度，计算所述车载全景影像采集平台第i+1帧相对于第i帧的航向偏转角度和俯仰偏转角度；S8、航向偏转角度/Δt、俯仰偏转角度/Δt，即获得第i+1帧相对于第i帧的航向角速度和俯仰角速度，其中Δt为相邻帧的间隔时间。