[发明专利]一种全景实景立体测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种立体测量技术，具体的说是一种全景实景立体测量方法。

背景技术

地理信息是用来描述现实世界各种目标的空间位置和分布情况的信息，是人类最重要的、基础性的信息资源之一。在人类的社会实践中，人们通常采用测量方法来获取现实世界的地理信息。随着社会的发展，由于城市建设、土地规划、工程选址、甚至军事等领域的实际需求，地理信息的测绘技术也在不断进步。

早期的测绘使用的是简单工具，如绳尺、步弓等进行测量。这些测量工具都是机械式的，而且以量测距离为主，测量精度较低。17世纪望远镜的发明使得测绘工具开始进入变革阶段。1617年，荷兰的斯涅耳(W.Snell)为了进行弧度测量而首创三角测量法，开始了角度测量。1730年，英国的西森(Sisson)制成测角用的第一架经纬仪，大大促进了三角测量的发展。19世纪50年代，洛斯达首创摄影测量法。20世纪以后，随着飞机的发明，出现了航空摄影测绘地图的方法。人造卫星升空后，卫星定位技术(GPS)和遥感技术(RS)得以广泛应用，它们与地理信息系统技术(GIS)合称“3S技术”。

目前，现有的测绘技术可以实现对现实世界任意的空间位置、角度、距离等信息进行测量。在进行实地测绘时，测绘人员通常预先判断需要对哪些数据进行测量，然后进行场景实测。如果需要对一些新位置的数据进行测量，那么测量工作需要到实地进行重测，工程量较大、效率较低。因此，在测绘领域通常采用将真实的场景在三维空间中进行建模的方法将场景建模所需要的数据进行一次性采集，然后在三维空间将真实场景的地形地貌、楼宇建筑等按照现实世界的尺寸进行一定比例的缩放。当需要对该处场景进行测绘时，只需要在已经建立好的三维场景中进行模拟测量，即可以得到真实场景的实际地理数据。采用这种方法进行场景测绘或者城市规划测量，虽然很大限度的避免了重复性工作，使测绘工作的效率得到了很大的提高，然而对于场景的一些细节的建模工作仍然十分的繁琐。另外，由于在三维场景中一些地理位置的细节信息(比如城市建筑上的窗体位置、路面上斑马线位置等)没有被详细标定，人们无法精确得到这些未标定位置的地理信息。

全景实景图像(Panoramic Image)是近十几年发展起来的一种能够再现真实场景，采用基于图像绘制技术(Image-Based Rendering)合成的360°全方位广角图像。全景实景图像能够包含在拍摄视点位置场景的全部视觉信息，即场景中在整个三维空间上所有可见的细节信息。由于利用全景实景图像能够实现复杂场景的实时绘制和显示，能够将场景的几何特征建模问题转化为更直接的场景图像重建问题，使观察者能够获得更直观、更真实的现场感和更完整的环境信息细节。因此，全景实景图像通常被用来构建具有高度真实感和沉浸感的虚拟现实空间。

为了实现利用少量实际测量得到的场景地理信息再现具有完整地理信息的场景三维模型，需要将基于全景实景图像建模技术与基于场景测绘的三维建模技术相结合。这样建立起的真实场景的三维空间模型可以实现对空间中任意可见位置进行准确测量。而目前具备上述特性立体测量方法尚未报道。

发明内容

针对现有技术中无法精确得到未经实际测量位置的地理信息等不足，本发明要解决的技术问题是提供一种通过对少量现实场景地理信息的实际测量建立现实场景完整的空间三维模型的全景实景立体测量方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种全景实景立体测量方法包括以下步骤：

采集全景实景图像并记录图像采集点的地理信息数据；

在计算机上创建全景实景立体测量平台；

测量现实场景景物的轮廓数据以及地理信息，建立场景三维模型；

将场景三维模型导入全景实景立体测量平台；

有机融合场景三维模型和全景实景图像，从而实现场景的立体测量。

所述采集全景实景图像并记录图像采集点的地理信息包括：

搭建数据采集平台，对全景实景图像数据、地理信息数据进行采集；

将每帧全景实景图像数据与该帧所对应的地理信息数据以连续方式存储于数据采集存储器并转存到数据管理器中的数据存储单元，在数据存储单元中将所存储的每帧图像数据的存盘路径与该帧对应的地理信息数据建立关系表并存储于数据库单元中。

所述在计算机上创建全景实景立体测量平台包括：

采用3D图形程序接口建立三维空间，在该三维空间中创建全景实景显示外幕；

在上述三维空间中创建虚拟地面，并标定用户视点、虚拟地面以及全景实景显示外幕之间位置关系；