專利名稱：基于立體影像庫的實時三維測量方法
技術領域：
本發明涉及測繪技術領域，尤其涉及基于立體影像庫的實時三維測量方法。
背景技術：
航天航空攝影測量通過獲取立體影像、影像處理、地物判讀、影像量測、地形測繪等方式確定地面點坐標和進行各種比例尺測圖。航天航空攝影測量硬件系統包括航攝像機、全球定位與慣性導航設備(POS)等以實現對星空或地面立體攝影；攝影測量解析計算所用的主要數據包括:像點坐標、地面控制點坐標等。航天攝影測量傳感器載體是衛星或航天飛機，航空攝影測量傳感器載體是飛機或無人機等。航天航空攝影測量技術用于生產如地形圖、正射影像圖、數字高程模型、數字柵格圖等4D產品，以及各類專題地圖等。這些地球空間數據產品是城建、農業、林業、國土等行業部門的重要基礎數據。航天航空影像庫技術主要用于管理海量影像數據，提供用戶對影像產品如DOM(文件對象模型)、DEM (數字高程模型)等查詢、顯示等。但是，現有技術中，航天航空影像庫技術管理的影像數據如正射影像等，均為加工處理后的數據，不是按用戶需要提供的三維空間數據，其數據冗余度較高。另外，航天航空攝影測量解析計算是根據共線方程或共面方程、立體影像上同名像點坐標，解算地面點三 維坐標，進而生成數字線劃圖、正射影像圖、數字高程模型、數字柵格圖等4D產品。但是，現有技術中，利用攝影測量技術生產的上述4D產品，是在用戶使用前，按照一定測繪規范組織大量技術人員進行生產各種比例尺的4D產品，其生產周期長、投入人力物力多；并且用戶多數情況僅用到其中某一比例尺部分空間數據。
發明內容
本發明的目的是提供基于立體影像庫的實時三維測量方法，可實時的對影像進行三維測量，減少了前期的工作量及數據的冗余度，降低了投入成本。本發明的目的是通過如下技術方案實現的:基于立體影像庫的實時三維測量方法，該方法包括:構建包括影像序列、左右影像、影像內外方位元素、控制點坐標數據及對應關聯關系表的立體影像庫；并根據所述立體影像庫的影像序列和左右影像關聯關系表，索引、調度與該影像序列對應的左右影像；根據接收到的三維測量指令并結合所述控制點坐標數據對所述左右影像進行立體匹配，獲得的左右影像像點坐標；利用影像內外方位元素、共線方程以及獲得的左右影像像點坐標，計算該左右影像像點坐標對應的地面點坐標，并根據計算到的地面點坐標進行三維空間數據的計算。 由上述本發明提供的技術方案可以看出，通過建立包含各個數據關聯關系的立體影像庫，并根據用戶的需求進行相關影像三維數據的測量，克服了生產周期長、投入人力物力多、冗余數據多的缺陷。
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。圖1為本發明實施例提供的基于立體影像庫的實時三維測量方法的流程圖；圖2為本發明實施例提供的一種立體影像庫中數據關系模型的示意圖；圖3為本發明實施例提供的一種操作并調度與顯示左右影像的示意圖。
具體實施例方式下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。圖1為本發明實施例提供的基于立體影像庫的實時三維測量方法的流程圖。如圖1所示，該方法主要包括如下步驟:步驟11、構建包括影像序列、左右影像、影像內外方位元素、控制點坐標數據及對應關聯關系表的立體影像庫；并根據所述立體影像庫的影像序列和左右影像關聯關系表，調度顯示與該影像序列對應的左右影像。本發明實施例建立的立體影像庫(例如，Oracle數據庫)主要包括:影像序列、左右影像、影像內外方位元素與控制點坐標數據(上述數據未進行加工處理)，以及包含上述數據關聯關系的數據表。上述數據關系模型的示意圖可參見圖2，對應的關聯關系數據表可使用下述方式構建:
權利要求
1.基于立體影像庫的實時三維測量方法，其特征在于，該方法包括: 構建包括影像序列、左右影像、影像內外方位元素、控制點坐標數據及對應關聯關系表的立體影像庫；并根據所述立體影像庫的影像序列和左右影像關聯關系表，調度與顯示該影像序列對應的左右影像； 根據接收到的三維測量指令并結合所述控制點坐標數據對所述左右影像進行立體匹配，獲得的左右影像像點坐標； 利用影像內外方位元素、共線方程以及獲得的左右影像像點坐標，計算該左右影像像點坐標對應的地面點坐標，并根據計算到的地面點坐標進行三維空間數據的計算。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，構建所述立體影像庫的步驟包括: 建立影像序列、左右影像、影像內外方位元素與控制點坐標數據的關聯關系表； 利用影像數據管理模塊GeoRaster提供的SD0_GE0RASTER和SDO_RASTER兩類數據類型，將影像序列、左右影像、影像內外方位元素與控制點坐標數據的關聯關系表存放在SD0_GEORASTER中，將影像序列、左右影像、影像內外方位元素與控制點坐標數據存放在SDO_RASTER中的二進制大對象BLOB中，獲得影像數據庫； 利用應用程序底層接口 OCI和應用程序動態運行庫，建立結構化查詢語言SQL對影像數據庫進行訪問與數據交互； 基于四叉樹索引機制在影像數據庫中創建索引，完成立體影像庫的構建。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述調度顯示左右影像包括:根據所述影像序列和左右影像關聯關系表，從所述立體影像庫的左右影像中調度顯不與該影像序列對應的左右影像數據，并根據接收到的控制指令對該左右影像數據進行操控，具體的: 根據屏幕窗口坐標、左右影像的起始坐標及GeoRaster中設置影像塊大小，計算屏幕窗口內對應的左右影像塊范圍； 根據比例、旋轉與平移變換公式，建立屏幕坐標系與物理坐標系關系，實現對左右影像數據的放大、縮小、拖動的操作和調度顯示。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據接收到的三維測量指令并結合所述控制點坐標數據對所述左右影像進行立體匹配，獲得的左右影像像點坐標包括: 根據所述三維測量指令中包含的左像像點位置，確定目標窗的大小；根據左右影像間的視差，選定右像的搜索窗口及位置；利用相關系數準則搜索并確定右像同名像點位置；根據所述右像像點位置、搜索窗口與目標窗口，在相關系數準則下搜索并確定左像同名像點位置，完成左右影像中雙向搜索同名像點的立體匹配，獲得的左右影像同名像點坐標；其中，相關系數準則的關系式包括:.m π
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用影像內外方位元素、共線方程以及獲得的左右影像像點坐標，計算該左右影像像點坐標對應的地面點坐標的公式包括: 利用影像內外方位元素、共線方程以及獲得的左右影像像點坐標，計算影像的比例系數:
全文摘要
本發明公開了基于立體影像庫的實時三維測量方法，該方法包括構建包括影像序列、左右影像、影像內外方位元素、控制點坐標數據及對應關聯關系表的立體影像庫；并根據所述立體影像庫的影像序列和左右影像關聯關系表，調度顯示與該影像序列對應的左右影像；根據接收到的三維測量指令并結合所述控制點坐標數據對所述左右影像進行立體匹配，獲得的左右影像像點坐標；利用影像內外方位元素、共線方程以及獲得的左右影像像點坐標，計算該左右影像像點坐標對應的地面點坐標，并根據計算到的地面點坐標進行三維數據的計算。通過采用本發明公開的方法減少了前期的工作量及數據的冗余度，降低了投入成本。
文檔編號G06T19/00GK103236083SQ20131016281
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月6日 優先權日2013年5月6日
發明者趙西安, 杜寶熙, 史少維 申請人:北京建筑工程學院