[发明专利]全景影像拼接及量测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于全景影像测量领域，具体是一种通过全景影像数据获得空间信息的全景影像拼接及量测系统及方法。

背景技术

随着测绘技术和社会需求的不断发展，全景相机及其360度全景影像已经广泛应用于测绘生产和其它社会服务中。然而，目前的全景影像主要充当虚拟场景的角色，全景影像可视化软件通常只提供漫游和查询等功能。

从场景中获取深度信息一直是机器视觉研究领域中最重要的问题之一。地理信息系统的发展促进了测绘技术的进步，全景地图是近年来地理信息系统发展的热点方向，全景地图系统也是数字城市建设的重要组成部分，它不仅对政府监管部门在道路养护、城市管理以及安保任务执行等方面具有辅助作用，还能为社会公众的出行提供便利，利用全景影像处理技术，为我们提供了与真实地物、地貌近似的可视化模型

全景图像的可量测技术具有极大的实用价值，如在市政管理、规划管理（如用于编制城乡规划中的现状分析和调查、道路和市政设施规划管理等）、应急救援、实景导航和道路设施管理等中均发挥了不可取代的作用。

目前，全景影像的一大局限在于可实现360°全景浏览及漫游等功能，却无法提供物体的空间几何信息。

专利号申请号为201110029746的中国专利，利用柱面投影进行影像畸变改正，然后基于sift算法对影像匹配拼接，最后根据控制点做后方交会然后再前方交会从而达到量测目的。该方法的修改畸变差效果一般，且匹配定位精度不高，而且，量测方法复杂，实际应用还需要克服匹配、外方位元素解算等难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过鱼眼影像数据快速、精确获取物体空间几何信息的简单、有效的全景影像拼接及量测系统及方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种全景影像拼接及量测系统，包括360°全景影像拼接模块、鱼眼镜头畸变改正模块和影像量测模块，其中：

360°全景影像拼接模块用来将多幅鱼眼影像拼接成360°全景影像；

鱼眼镜头畸变改正模块用来改正单幅鱼眼影像和360°全景影像的畸变；

影像量测模块用来获取改正后的单幅鱼眼影像和360°全景影像的空间信息，具体为：用来基于摄影测量学中的共线方程和相似三角形原理构建像平面坐标系和物方坐标系之间的联系，并根据物点在投影切平面坐标系中的坐标获取单幅鱼眼影像或360°全景影像中任何两物点之间的距离。

上述鱼眼镜头畸变改正模块为基于球面模型的鱼眼镜头畸变改正模块。

上述360°全景影像拼接模块进一步包括畸变改正模块和拼接模块，其中，畸变改正模块用来将单幅鱼眼影像转换成完全线性或部分线性影像；拼接模块用来对畸变改正模块改正后的影像进行拼接以获得360°全景影像。

上述影像量测模块进一步包括子模块地面线段量测模块、竖直线段量测模块和竖直平面内非竖直线段量测模块。

一种全景影像拼接及量测方法，包括步骤：

将多幅鱼眼影像拼接成360°全景影像；

改正单幅鱼眼影像和360°全景影像的畸变；

获取改正后的单幅鱼眼影像和360°全景影像的空间信息，具体为：基于摄影测量学中的共线方程和相似三角形原理构建像平面坐标系和物方坐标系之间的联系，并根据物点在投影切平面坐标系中的坐标获取单幅鱼眼影像或360°全景影像中任何两物点之间的距离。

采用球面模型改正单幅鱼眼影像和360°全景影像的畸变。

上述获取改正后的单幅鱼眼影像和360°全景影像的空间信息，进一步包括子步骤：

1获取地面线段距离，具体为：

基于摄影测量学中的共线方程和相似三角形原理构建像平面坐标系和物方坐标系之间的联系，并根据地面物点在投影切平面坐标系中的坐标获取单幅鱼眼影像或360°全景影像中两地面物点A'、B'之间的距离L：