一種天地及室內外全景自動關聯分析方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及三維影像處理領域，具體涉及一種天地及室內外全景自動關聯分析方 法。
【背景技術】
[0002] 三維全景技術是目前迅速發展并逐步流行的一種虛擬現實技術，可廣泛應用于網 絡三維服務。三維全景融合了全景技術與地理信息技術，以一種完全真實的方式展現空間 信息。在全景影像表達的世界里，包含大量地理的、環境的、經濟的、社會的、人文的信息以 及可供挖掘的知識，有強烈的立體感和沉浸感，能給人以身臨其境的感覺。
[0003]目前國內外已有的全景服務有谷歌街景、微軟街景、騰訊SOSO街景，另外，國內的 城市吧，愛尚重慶等也提供部分城市的街景服務。全景技術進入發展的黃金期，以街景為代 表的應用產品，發展前景有著很大的想象空間。
[0004] 然而，一方面，國內外現有的全景服務大多只提供室外街景，對天地及室內外全景 的一體化展示研究較少。另一方面，街景數據量比較大，在進行街景數據自動漫游時，傳統 的做法是通過人工干預增加漫游路徑，以實現場景之間的關聯，這種方法將極大的降低街 景數據的生產效率。
【發明內容】
[0005] 為了克服上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的是提供一種快速且準確地實 現天地及室內外全景自動關聯的分析方法。
[0006] 為了實現上述目的，本發明提供了 一種天地及室內外全景自動關聯分析方法，包 括以下步驟：
[0007] S1，采集全景圖片信息，包括全景圖片及采集該全景圖片時的位置點坐標 P0 (χ〇, y〇, z〇)；
[0008] S2,根據當前全景圖片的采集位置點Ρ(](χ。，y。，z。）獲得指定緩沖區內與之關聯的 關聯全景圖片；
[0009] S3,選擇一個指定方向作為參考方向，并在全景圖中任意選取輔助點P1，其空 間坐標為P1U 1, yi，Z1)，在全景圖片中坐標為P1 On1, Ii1)，根據當前全景圖片的采集位置點 Pc(x。，y。，z。）與輔助點P1得到一參考方向點在該全景圖片中的對應位置；
[0010] S4,根據該參考方向點在當前全景圖片中的對應位置來計算關聯全景圖片的采集 位置點與當前全景圖片的對應關系，根據相應的對應關系實現關聯全景圖片與當前全景圖 片的關聯，得到天地及室內外一體化全景地圖。
[0011] 在全景圖片的采集、預處理及拼接的基礎上，本發明對全景圖片首先進行空間化， 根據全景圖片的方位，以當前全景圖片為中心，某一緩沖區半徑范圍內的全景圖片與當前 全景圖片進行自動關聯。
[0012] 本方法的步驟S3中的參考方向可任意選定，由當前全景圖片的采集位置點 Pc(x。，y。，z。）與輔助點？1得到在水平面上參考方向與^的角度關系，根據這種角度關系 得到參考方向上的一個點在該全景圖片中的對應位置。
[0013] 該方法簡單、直接有效，能快速的將當前全景圖片與關聯全景圖片完成關聯，得到 天地及室內外一體化全景地圖，提升了街景數據的生產效率。
[0014] 由上述得到的關聯結果提高了全景圖片關聯的效率，但是存在一定的誤差，需要 對關聯誤差較大的全景影像進行修正對關聯結果進行修正，以保證自動關聯的正確性，因 此還包括步驟S5,對關聯結果進行修正，得到修正后的天地及室內外一體化全景地圖。最后 對關聯得到的天地及室內外一體化全景地圖進行發布。
[0015] 進一步的，步驟S2包括以下步驟：
[0016] S2-1，設緩沖區半徑為r，設該緩沖區內某一全景圖片采集位置點坐標為 以(^，73,23)，計算該全景圖片采集位置點？ 3〇^73,23)到當前全景圖片采集位置點 Po (x0, y0, Z0)的距離，計算方法如下：
[0018] S2-2,判斷該全景圖片是否與當前全景圖片關聯，判斷方法為：
[0020] S2-3,重復執行步驟S2-1至S2-2,直到該緩沖區內的全部全景圖片均被判斷是否 被關聯，最終得到該緩沖區內所有與當前全景圖片關聯的關聯全景圖片。
[0021] 該方法能迅速、完整的得到指定緩沖區內與當前全景圖片相關聯的全景圖片，提 高了關聯結果的準確性。
[0022] 優先的，步驟S3中的參考方向為正北向。選擇正北向作為參考方向，更方便于本 方法的分析和計算，能提高計算結果的準確性，從而提高當前全景圖片與關聯全景圖片關 聯的準確性。
[0023] 進一步的，步驟S3包括以下步驟：
[0024] S3-1，在當前全景圖片中任意選取點P1作為輔助點，設輔助點p ^勺坐標為 P1 (X1, Y1, Z1)，其在全景圖片中坐標為P1 (IIl1, Il1);
[0025] S3-2,設輔助點Pl(Xl，yi，Z1)與當前全景圖片的采集位置點p Q(x。，y。，z。）在水平面 的投影點分別為P1' (X1, Y1)和P。' （X。，y。)，計算水平面上正北向與
的夾角α，計算 公式為：
然后根據下式確定夾角Ct :
[0026]
[0027] S3-3,通過夾角α，確定一正北向點在當前全景圖片中的位置坐標ρΝ(χΝ, yN)，計算 公式為
其中η表示當前全景圖像的寬度，當前全景 圖像的長度為2η。
[0028] 為了對當前全景圖片進行空間位置上的關聯，需要確定每幅全景圖片表示的方位 信息。單憑采集該全景圖片的空間位置信息很難對全景圖片進行定向，本步驟中通過添加 輔助點口:來對全景圖片進行定向，因此輔助點P :的坐標是已知的，首先得到輔助點P i與正 北向在水平面上的夾角α，然后通過夾角α得到一個正北向點在當前全景圖片中的位置 坐標PN (xN，yN)，為后續全景圖片的關聯計算提供了基礎，起到了鋪墊的作用。
[0029] 優選的，所述輔助點P1在當前全景圖片中的坐標
即位于當 前全景圖片的中心點。這使得在計算點仏的坐標時，更加快捷，易于計算。
[0030] 優選的，步驟S3-3中，
這使得在關聯計算更加快捷方便。
[0031] 進一步的，步驟S4包括以下步驟：
[0032] S4-1，設一關聯全景圖片的采集位置點為p2(x2, y2, Z2)，計算該點所在位置與正北 向在水平面上的夾角β，計算公式為：
然后根據下式確定夾角β :
[0035] S4-2,計算
與水平面的夾角Θ，計算公式為：
[0036]
[0037] S4-3,計算點p2(x2, y2, z2)到當前全景圖片對應像素點p2' (x 2'，y2')的轉換 關系，實現該關聯全景圖片與當前全景圖片的關聯，轉換關系的計算公式如下：
[0039] S4-4,根據步驟S4-1至S4-3計算其它的關聯全景圖片與當前全景圖片的關聯關 系，實現全景圖片的自動關聯。
[0040] 該方法快速直接的得到了所有關聯全景圖片與當前全景圖片的轉換關系，完成了 它們之間的關聯。
[0041] 本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0042] 本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中：
[0043] 圖1是本發明的流程圖；
[0044] 圖2為全景圖片定向示意圖。
【具體實施方式】
[0045] 下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0046] 在本發明的描述中，除非另有規定和限定，需要說明的是，術語"安裝"、"相連"、 "連接"應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可 以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據 具體情況理解上述術語的具體含義。
[0047] 本發明提供了一種天地及室內外全景自動關聯分析方法，如圖1所示，包括以下 步驟：
[0048] 第一步，采集全景圖片信息，包括全景圖片及采集該全景圖片時的位置點坐標 Po (χ〇, y〇，zo) 〇
[0049] 在對全景圖片的采集中，需要進行全景圖片采集、圖片預處理及圖片拼接的工作， 對每張全景圖片都需要記錄其采集位置點坐標。
[0050] 第二步，根據當前全景圖片的采集位置點Ρ(：(Χ(：，^， Ζ。）獲得指定緩沖區內與之關 聯的關聯全景圖片。
[0051] 這里獲得關聯全景圖片的方法如下：
[0052] 首先，設緩沖區半徑為r，設該緩沖區內某一全景圖片采集位置點坐標為
計算該全景圖片采集位置點P3(x3，y3, Z3)到當前全景圖片采集位置點 的距離，計算方法如下：
[0054] 然后，判斷該全景圖片是否與當前全景圖片關聯，判斷方法為：
[0056] 通過重復執行上述兩個步驟，直到該緩沖區內的全部全景圖片均被判斷是否被關 聯，最終得到該緩沖區內所有與當前全景圖片關聯的關聯全景圖片。
[0057] 第三步，選擇一個指定方向作為參考方向，并在全景圖中任意選取輔助點P1，其 空間坐標為P 1 (Xl，yi，Z1)，在全景圖片中坐標為P1 On1,