[发明专利]车载全景影像采集平台的航向和俯仰角速度获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及车载平台航向和俯仰角速度获取方法，尤其是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。

背景技术

全景影像是360°无死角的图片。连续全景影像由采集时间间隔相等的多张全景影像按时间顺序排序的视频影像。连续全景影像采集平台由全景采集镜头、云台支架、运载车辆、附属设备构成。运载车辆在全景采集过程中的航向角速度与俯仰角速度对全景数据的应用至关重要。

目前，公知的连续全景影像采集平台大都使用陀螺仪或者惯性导航单元及辅助电子设备来获取航向与俯仰角速度数据。大多数连续全景影像采集平台都集成了全景摄像机，陀螺仪或惯性导航单元，GPS，车速传感器，以及连接这些传感器的电子设备。在采集过程中，把GPS获得的经纬度坐标，陀螺仪或惯性导航单元获得的角速度，以及汽车速度通过一定算法，求解采集平台的运行轨迹。这种技术方案要集成陀螺仪或惯性导航单元，这些设备够价格昂贵，并且需要增加辅助电子设备才能完成陀螺仪或惯性导航单元的集成，增加了采集平台的复杂性与成本。

发明内容

本发明的目的是提供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，其不使用陀螺仪或者惯导单元等硬件，就可以获得连续全景影像采集平台的航向角速度和俯仰角速度，降低了采集平台的设计成本。

为了实现上述目的，本发明提供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，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                                                ，且设定相邻帧第帧、第帧采集到全景影像图片分别为、，所述全景影像图片的宽度为像素，高度为像素；

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内的区域影像，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中的渲染到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，其中设定相邻帧第帧和第帧采集到的区域影像图片分别为、，所述区域影像图片的宽度为像素，高度为像素；

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，且计算第帧所述区域影像图片在原点附近的任意像素点的特征向量；

S5、计算第帧所述区域影像图片的小区域中所有像素点的特征向量集合 ，其中，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，即，表示第帧区域影像图片中像素点与第帧的区域影像图片中像素点相匹配；

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帧相对于第帧的航向偏转角度和俯仰偏转角度； 

S8、航向偏转角度/、俯仰偏转角度/，即获得第帧相对于第帧的航向角速度和俯仰角速度，其中为相邻帧的间隔时间。

当选用球面投影模型时，所述步骤S1中所述全景影像图片中高度为宽度的二分之一，即；

所述步骤S3中所述区域影像图片的宽度等于高度，即，视野范围的取值范围为10～30；

所述步骤S7中所述车载全景影像采集平台第帧相对于第帧的航向偏转角度的计算公式为，俯仰偏转角度的计算公式为。

当选用正方体投影模型时，所述步骤S1中所述全景影像图片中宽度等于高度，即=；

所述步骤S3中所述区域影像图片的宽度等于高度，即，视野范围的取值范围为10～30 ；

所述步骤S7中所述车载全景影像采集平台第帧相对于第帧的航向偏转角度的计算公式为，俯仰偏转角度的计算公式为。

所述c的取值范围为20～40。所述c取30。

所述视野范围取22.5。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过分析连续全景影像的相邻帧，不使用陀螺仪或者惯导单元等硬件，就可以获得连续全景影像采集平台的航向角速度和俯仰角速度，无需硬件投入，简化了平台设计，降低了成本。

 

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明中全景影像采集平台的工作示意图；

图2是本发明的获取方法流程图；

图3是本发明的第一实施例中全景影像图片的示意图；