一種生成道路正射投影圖像的方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)繪技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種生成道路正射投影圖像的方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]道路正射投影圖像是道路導(dǎo)航數(shù)據(jù)的主要表現(xiàn)形式之一，在公安、交通等空間信息行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域作為基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)得到廣泛的應(yīng)用。而現(xiàn)有的常規(guī)的道路正射投影圖像的獲取方案是使用裝載測(cè)繪設(shè)備的小型飛機(jī)或無人機(jī)，在規(guī)劃區(qū)域上空飛行，以正射投影或者傾斜投影等方式獲取遙感圖像數(shù)據(jù)，然后在數(shù)據(jù)處理中心使用地面影像處理系統(tǒng)，經(jīng)過圖像濾波、圖像增強(qiáng)、正射糾正、圖像拼接等流程，得到較高分辨率的道路正射投影圖像。
[0003]而航空影像方法生成道路正射投影圖像有如下缺點(diǎn):
[0004]I)在大霧等能見度較低的天氣狀況下，無法執(zhí)行采集；
[0005]2)中國(guó)空域管理較緊，飛行器升空需要預(yù)先申請(qǐng)，走相應(yīng)審批程序，導(dǎo)致采集流程很慢；
[0006]3)在北京市等重點(diǎn)城市上空，飛行器禁止飛行，無法執(zhí)行采集；
[0007]4)飛行器飛行成本較高，導(dǎo)致數(shù)據(jù)生產(chǎn)成本很高，性價(jià)比很低。
[0008]綜上所述，采用航空攝影方法采集和生產(chǎn)道路正射投影圖像有其局限性，在進(jìn)行正射投影圖像獲取時(shí)有諸多不便之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種生成道路正射投影圖像的方法、裝置及系統(tǒng)，用以解決在利用航空攝影方法采集和生產(chǎn)道路正射投影圖像時(shí)受天氣等多方面的影響，并且成本較高，造成獲取正射投影圖像存在諸多不便的問題。
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種生成道路正射投影圖像的方法，包括:
[0011]獲取當(dāng)前拍攝時(shí)刻的圖像的坐標(biāo)和姿態(tài)；
[0012]根據(jù)全景相機(jī)采集的圖像，獲取全景相機(jī)拍攝的當(dāng)前時(shí)刻的道路路面的正射投影圖像，所述正射投影圖像指的是從空中往地面看的俯視圖像；
[0013]依據(jù)所述圖像的坐標(biāo)和姿態(tài)以及所述道路路面的正射投影圖像，將下一拍攝時(shí)刻的正射投影圖像鑲嵌到上一拍攝時(shí)刻獲取的所述正射投影圖像中，生成道路正射投影圖像。
[0014]進(jìn)一步地，所述獲取當(dāng)前拍攝時(shí)刻的圖像的坐標(biāo)和姿態(tài)的步驟包括:
[0015]獲取移動(dòng)測(cè)繪車上安裝的全球定位系統(tǒng)/慣性測(cè)量單元采集得到的全部時(shí)刻的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)；
[0016]獲取車輪編碼器數(shù)據(jù)觸發(fā)得到的當(dāng)前全部幀圖像的拍攝時(shí)間；
[0017]根據(jù)所述全部時(shí)刻的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)和當(dāng)前全部幀圖像的拍攝時(shí)間，按照插值方法，計(jì)算得到當(dāng)前拍攝時(shí)刻的圖像的坐標(biāo)和姿態(tài)。
[0018]進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述全部時(shí)刻的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)和當(dāng)前全部幀圖像的拍攝時(shí)間，按照插值方法，計(jì)算得到當(dāng)前拍攝時(shí)刻的圖像的坐標(biāo)和姿態(tài)的步驟具體為:
[0019]在全部時(shí)刻的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)中找到與當(dāng)前全部幀圖像的拍攝時(shí)刻相對(duì)應(yīng)的時(shí)亥|J，插值計(jì)算得到當(dāng)前拍攝時(shí)刻圖像的坐標(biāo)和姿態(tài)。
[0020]進(jìn)一步地，所述根據(jù)全景相機(jī)采集的圖像，獲取全景相機(jī)拍攝的當(dāng)前時(shí)刻的道路路面的正射投影圖像具體為:
[0021]獲取全景圖像；
[0022]獲取全景相機(jī)的標(biāo)定參數(shù)；
[0023]根據(jù)所述全景圖像和全景相機(jī)的標(biāo)定參數(shù)，計(jì)算以采集裝置為中心的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的全景圖像區(qū)域；
[0024]依據(jù)空間變換矩陣對(duì)所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的圖像的所有像素點(diǎn)進(jìn)行像素投射轉(zhuǎn)換，得到道路路面的正射投影圖像。
[0025]進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述全景圖像和全景相機(jī)的標(biāo)定參數(shù)，計(jì)算以采集裝置為中心的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的全景圖像區(qū)域的步驟具體為:
[0026]根據(jù)全景相機(jī)采集的每個(gè)方位的幀圖像，根據(jù)相機(jī)的標(biāo)定參數(shù)，將所述每個(gè)方位的幀圖像拼接在一起，形成拼接的以采集裝置為中心的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的全方位全景圖像；
[0027]所述標(biāo)定參數(shù)包括每個(gè)相機(jī)的航向角、俯仰角以及翻滾角。
[0028]進(jìn)一步地，所述依據(jù)空間變換矩陣對(duì)所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的圖像的所有像素點(diǎn)進(jìn)行像素投射轉(zhuǎn)換，得到道路路面的正射投影圖像的步驟具體為:
[0029]將所述全方位全景圖像中的所有像素點(diǎn)利用矩陣變換將正視圖像轉(zhuǎn)換成道路路面的正射投影圖像。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例的所述生成道路正射投影圖像的裝置，包括:
[0031]第一獲取模塊，用于獲取當(dāng)前拍攝時(shí)刻的圖像的坐標(biāo)和姿態(tài)；
[0032]第二獲取模塊，用于根據(jù)全景相機(jī)采集的圖像，獲取全景相機(jī)拍攝的當(dāng)前時(shí)刻的道路路面的正射投影圖像；
[0033]生成模塊，用于依據(jù)所述圖像的坐標(biāo)和姿態(tài)以及所述道路路面的正射投影圖像，將下一拍攝時(shí)刻的正射投影圖像鑲嵌到上一拍攝時(shí)刻獲取的所述正射投影圖像中，生成道路正射投影圖像。
[0034]進(jìn)一步地，所述第一獲取模塊包括:
[0035]第一獲取單元，用于獲取移動(dòng)測(cè)繪車上安裝的全球定位系統(tǒng)/慣性測(cè)量單元采集得到的全部時(shí)刻的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)；
[0036]第二獲取單元，用于獲取車輪編碼器數(shù)據(jù)觸發(fā)得到的當(dāng)前全部幀圖像的拍攝時(shí)間；
[0037]第一計(jì)算單元，用于根據(jù)所述全部時(shí)刻的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)和當(dāng)前全部幀圖像的拍攝時(shí)間，按照插值方法，計(jì)算得到當(dāng)前拍攝時(shí)刻的圖像的坐標(biāo)和姿態(tài)。
[0038]進(jìn)一步地，所述第二獲取模塊包括:
[0039]第三獲取單元，用于獲取全景圖像；
[0040]第四獲取單元，用于獲取全景相機(jī)的標(biāo)定參數(shù)；
[0041]第二計(jì)算單元，用于根據(jù)所述全景圖像和全景相機(jī)的標(biāo)定參數(shù)，計(jì)算以采集裝置為中心的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的全景圖像區(qū)域；
[0042]變換單元，用于依據(jù)空間變換矩陣對(duì)所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的圖像的所有像素點(diǎn)進(jìn)行像素投射轉(zhuǎn)換，得到道路路面的正射投影圖像。
[0043]本發(fā)明實(shí)施例的所述生成道路正射投影圖像的系統(tǒng)，包括:
[0044]全景相機(jī)，用于采集路面水平360度、垂直180度全部景象的道路圖像數(shù)據(jù)；
[0045]全球定位系統(tǒng)/慣性測(cè)量單元，用于采集所述系統(tǒng)的空間位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)；
[0046]車輪編碼器，用于采集所述系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)距離；
[0047]還包括:上述的生成道路正射投影圖像的裝置。
[0048]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0049]上述方案中，通過利用基于全景圖像進(jìn)行正射投影和圖像鑲嵌的方式生成道路正射投影圖像，解決了在利用航空攝影方法采集和生產(chǎn)道路正射投影圖像時(shí)受天氣等多方面的影響，并且成本較高，造成獲取正射投影圖像存在諸多不便的問題，此種方法能夠快速方便的生成道路正射投影圖像，同時(shí)降低了圖像生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0050]圖1為本發(fā)明的實(shí)施例的所述方法總體流程圖；
[0051]圖2為本發(fā)明的實(shí)施例的所述方法詳細(xì)流程圖；
[0052]圖3為本發(fā)明的實(shí)施例的所述裝置的詳細(xì)模塊圖；
[0053]圖4為本發(fā)明的所述系統(tǒng)的安裝位置側(cè)視圖；
[0054]圖5為本發(fā)明的所述系統(tǒng)的安裝位置俯視圖；
[0055]圖6為移動(dòng)測(cè)繪車上的模塊分布示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0057]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的在利用航空攝影方法采集和生產(chǎn)道路正射投影圖像時(shí)受天氣等多方面的影響，并且成本較高，造成獲取正射投影圖像存在諸多不便的問題，提供一種生成道路正射投影圖像的方法、裝置及系統(tǒng)。
[0058]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的所述方法，包括:
[0059]步驟10，獲取當(dāng)前拍攝時(shí)刻的圖像的坐標(biāo)和姿態(tài)；
[0060]步驟20，根據(jù)全景相機(jī)采集的圖像，獲取全景相機(jī)拍攝的當(dāng)前時(shí)刻的道路路面的正射投影圖像；步驟30，依據(jù)所述圖像的坐標(biāo)和姿態(tài)以及所述道路路面的正射投影圖像，將下一拍攝時(shí)刻的正射投影圖像鑲嵌到上一拍攝時(shí)刻獲取的所述正射投影圖像中，生成道路正射投影圖像。
[0061]應(yīng)當(dāng)說明的是，上述方案中，所述正射投影圖像指的是從空中往地面看的俯視圖像。
[0062]本發(fā)明上述實(shí)施例，通過利用基于全景圖像進(jìn)行正射投影和圖像鑲嵌的方式生成道路正射投影圖像，能夠快速方便的生成道路正射投影圖像，同時(shí)降低了圖像生產(chǎn)成本。
[0063]應(yīng)當(dāng)說明的是，本發(fā)明實(shí)施例的所述全景相機(jī)包括六個(gè)相機(jī)，所述相機(jī)分布為采集頂部圖像的一個(gè)相機(jī)和包圍在頂部的四周采集水平圖像的五個(gè)相機(jī)，所述六個(gè)相機(jī)分別對(duì)各個(gè)方位的圖像進(jìn)行采集，為后續(xù)生成道路正射投影圖像提供圖像基礎(chǔ)。
[0064]本發(fā)明另一實(shí)施例中，所述步驟10具體為:
[0065]步驟11，獲取移動(dòng)測(cè)繪車上安裝的全球定位系統(tǒng)/慣性測(cè)量單元采集得到的全部時(shí)刻的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)；
[0066]步驟12，獲取車輪編碼器數(shù)據(jù)觸發(fā)得到的當(dāng)前全部幀圖像的拍攝時(shí)間；
[0067]步驟13，根據(jù)所述全部時(shí)刻的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)和當(dāng)前全部幀圖像的拍攝時(shí)間，按照插值方法，計(jì)算得到當(dāng)前拍攝時(shí)刻的圖像的坐標(biāo)和姿態(tài)。
[0068]應(yīng)當(dāng)說明的是，所述車輪編碼器主要用于統(tǒng)計(jì)車輪旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，以用來計(jì)算車輛的行駛距離；移動(dòng)測(cè)繪車在運(yùn)動(dòng)過程中，所述GPSAMU會(huì)實(shí)時(shí)的記錄車輛行進(jìn)過程中采集到的車輛的全部位置和姿態(tài)，以此作為采集圖像的全部時(shí)刻的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)，車輪編碼器通過計(jì)算車輛的行駛路程觸發(fā)采集圖像的時(shí)刻，例如，全景相機(jī)每10米采集一次圖像，在此次采集完成，車輪編碼器記錄車輪的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，當(dāng)以統(tǒng)計(jì)的圈數(shù)計(jì)算得到的周長(zhǎng)達(dá)到了 10米，則觸發(fā)全景相機(jī)進(jìn)行下一次圖像采集過程，并記錄此次采集開始的時(shí)間，在全部時(shí)刻的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)中查找與此次采集圖像的時(shí)刻相同的時(shí)刻，便得到此次拍攝時(shí)刻的圖像的坐標(biāo)和姿態(tài)。
[0069]本發(fā)明又一實(shí)施例中，所述步驟20具體為:
[0070]步驟21，獲取全景圖像；
[0071]步驟22，獲取全景相機(jī)的標(biāo)定參數(shù)；
[0072]步驟23，根據(jù)所述全景圖像和全景相機(jī)的標(biāo)定參數(shù)，計(jì)算以采集裝置為中心的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的全景圖像區(qū)域；
[0073]進(jìn)一步地，所述步驟23具體為:根據(jù)全景相機(jī)采集的每個(gè)方位的幀圖像，根據(jù)相機(jī)的標(biāo)定參數(shù)，將所述每個(gè)方位的幀圖像拼接在一起，形成拼接的以采集裝置為中心的預(yù)設(shè)范圍(所述預(yù)設(shè)范圍主要根據(jù)相機(jī)的分辨率在相機(jī)安裝時(shí)設(shè)定好儲(chǔ)存在系統(tǒng)中)內(nèi)的全方位全景圖像。
[0074]這里應(yīng)當(dāng)說明的是，所述標(biāo)定參數(shù)主要指相機(jī)的設(shè)置角度，包括