[发明专利]一种针对车载移动测量系统的360°可量测全景影像生成方法

说明书

本发明公开了一种针对车载移动测量系统的360°可量测全景影像生成方法，将获得的全景影像数据和点云数据转换为平面投影坐标系下的点云数据，作为基础数据；将各子相机图像拼接后的全景影像数据看作球形建立全景球坐标系；将全景球坐标系下的点云数据转换成全景距离影像；从全景影像数据中获得待测目标对应的像坐标，利用像坐标从全景距离影像中获取待测目标对应的距离信息计算出待测目标对应的实际坐标，进而计算出两点的实际距离。本发明引入了全景距离影像的概念，在生成距离影像过程中，针对因遮挡等因素导致点云缺失的情况，采用球面线性插值法进行内插，保证生成的全景距离影像的完整性，减少了误差，提高了精度。

技术领域

本发明属于车载移动测量数据处理领域，具体涉及一种针对车载移动测量系统的360°可量测全景影像生成方法。

背景技术

随着社会经济和城市建设的飞速发展，需要快速获取建筑物、交通网络、城市部件等信息，用于城市进一步合理的建设开发。传统的数据采集一般由全站仪、GPS等完成，这些数据采集方式需要消耗大量的人力资源，且由于外业人员具有主观性，可能会造成某些信息遗漏的现象。随着车载移动测量系统的不断完善，给城市三维信息获取提供了新的思路。

车载移动测量系统可以快速获取高精度激光点云和360°全景影像数据，全景影像数据具有直观性强、展示范围广的特点。但是目前众多平台的全景影像只单纯的用来实景浏览、漫游及兴趣点查看等，未能充分挖掘全景影像的三维应用，即基于全景影像的三维定位与量测功能。全景影像可以利用配准映射建立与激光点云数据的真实三维坐标关联，通过全景影像像素坐标寻找到与之对应的点云空间坐标，进而对影像中的地物目标进行定位和量测。

中国专利申请号201610933103.2公开了一种利用激光点云辅助的可量测全景影像生成方法，步骤1，将全景影像进行虚拟成像获得多幅框幅式影像；步骤2，选取初始点对，并初始化各框幅式影像的外方位元素；步骤3，以初始点对中所有激光点到对应框幅式影像上的投影误差的和最小为条件方程，调整外方位元素初始值，获得精确的外方位元素值；步骤4，构建激光点云的空间索引，在空间索引中选取以曝光中心为球心的球形邻域，球形邻域内激光点云即全景影像的邻域点云；步骤5，计算邻域点云中各激光点的法向量，获得邻域点云的特征；步骤6，将邻域点云的深度和特征投影到全景影像。该专利是在平面图像上进行插值操作，虽然可提高测量精度，但是仍旧存在以下不足：

1在初始化外方位元素方面，随机选取影像上的角点对应的激光点云，存在误差；若选取房屋角点、花坛角点等不同距离、不同高程的明显点云特征点，得到的结果会更精确。

2在点云投影到全景影像方面，对栅格无对应点云的情况，利用双三次内插得到栅格深度，适用性较弱，没有顾虑到全景球展成平面的照片的投影误差，结果精度无法保证。

3该方法缺少试验验证，未给出实际地物量测精度。

发明内容

针对现有方法存在的将全景球影像展成平面影像过程中存在投影误差导致精度无法保证的技术缺陷，本发明研究全景影像和点云数据的相对空间位置关系标定方法，并引入球面投影距离影像算法，提出一种针对车载移动测量系统的360°可量测全景影像生成方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于车载移动测量系统的360°可量测全景影像生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：利用车载移动测量系统，快速采集测区内全景影像数据和点云数据，受定位方式影响，点云数据坐标系为WGS84空间直角坐标，需要将点云数据进行投影变换，转换到平面投影坐标系下，作为基础数据；

第二步：全景相机中多个子相机的摄影中心距离较近，各子相机图像拼接后的全景影像数据可看作球形，建立全景球坐标系，具体方法为：