[发明专利]基于三维实景变电站的空间测距方法

说明书

本发明提供基于三维实景变电站的空间测距方法，包括以下具体步骤：进入三维可视化变电站实景模型；在三维可视化区域对物体进行检测，通过矩形框将物体形状框出来；结合矩形框信息，找到该矩形框底边的两个像平面坐标，分别记为(u1，v1)和(u2，v2)；使用几何关系推导法，由像平面坐标点(u1,v1)、(u2,v2)推导出道路平面坐标(x1,y1)、(x2,y2)；通过三角测距公式计算出距离d。本发明基于畸变较小的实景模型，推导出像素坐标和变电站实景三维模型坐标之间的关系然后进行空间测距，有效减少测距误差。

技术领域

本发明涉及空间测距领域，具体是一种基于三维实景变电站的空间测距方法。

背景技术

三维变电站采用鱼眼相机进行数据采集及建模，鱼眼相机畸变系数大，基于相机模型，采用数学几何的方式进行测距不再适用，会造成误差较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于三维实景变电站的空间测距方法，基于畸变较小的实景模型，推导出像素坐标和变电站实景三维模型坐标之间的关系然后进行空间测距，有效减少测距误差。

本发明的技术方案：

一种基于三维实景变电站的空间测距方法，包括以下具体步骤：

进入三维可视化变电站实景模型；

在三维可视化区域对物体进行检测，通过矩形框将物体形状框出来；

结合矩形框信息，找到该矩形框底边的两个像平面坐标，分别记为(u1，v1)和(u2，v2)；

使用几何关系推导法，由像平面坐标点(u1,v1)、(u2,v2)推导出道路平面坐标(x1,y1)、(x2,y2)；

通过三角测距公式计算出距离d。

所述几何关系推导法主要包括获得图像坐标与世界坐标系之间的转换关系。

所述图像坐标与世界坐标系之间的转换关系式如下：

式中，M1称为相机的内参矩阵，M2称为相机的外参矩阵，R为旋转矩阵，T为平移矩阵。

所述图像坐标与世界坐标系之间的转换关系推导流程为：

理想的图像坐标系原点O1和真实的O0有一定的偏差，由此我们建立了等式(1)和(2)，用矩阵形式(3)表示；

通过相机与图像的投影关系，得到了等式(4)和等式(5)，用矩阵形式(6)表示；又知道相机坐标系和世界坐标的关系用等式(7)表示：

由等式(3)，等式(6)和等式(7)我们可以推导出图像坐标系和世界坐标系的关系：

式中，像素平面坐标系(u,v)、像平面坐标系即图像物理坐标第(x,y)、相机坐标系(Xc,Yc,Zc)和世界坐标系(Xw,Yw,Zw)。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将三维变电站实景建模模型简化为像机投影模型，基于畸变较小的实景模型，推导出像素坐标和变电站实景三维模型坐标之间的关系，然后能够计算出空间距离，计算方法简单，有效减少测距误差，适用于三维实景变电站的空间测距。

附图说明

图1为本发明方法流程图。

图2为图像坐标系示意图。

图3为通过相机与图像的投影关系示意图。