[发明专利]一种自动标注地名的空中全景图像显示方法

权利要求书

1.一种自动标注地名的空中全景图像显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取拍摄平面全景图像时视点的大地坐标，以及设定范围内各地名点的大地坐标；

对平面全景图进行球面全景建模，计算平面全景图到球面全景图的映射关系，将平面全景图映射到空间三维球面上，得到一个球面全景图；

建立所述视点周围的地名点的大地坐标与三维球面上坐标点之间的关系，利用该关系结合拍摄点的大地坐标和周围地名点的大地坐标，计算出各地名点在球面坐标系上的映射点，即地点映射点；

获取中心视线方向与各地点映射点方向间的夹角，将该夹角与设定的夹角阈值进行比较，判断是否渲染地名标注；如果所述夹角在设定的夹角阈值内，判定对应地名点在渲染范围内，根据待显示的文字标注与视点的连线方向，实时调整文字标注的显示方向，进行地名点渲染，所述夹角的计算式如下：

式中，θ为所述夹角，中心视线的方向为n₀＝(x₀，y₀，z₀)，地点映射点方向为n₃＝(x_p′，y_p′，z_p′)，f为拍摄相机的焦距。

2.根据权利要求1所述的自动标注地名的空中全景图像显示方法，其特征在于，所述平面全景图到球面全景图的映射关系的计算式如下：

式中，(x_p，y_p，z_p)为P点在球面坐标系下的坐标，(x^′_p，y^′_p，z^′_p)为球面上投影点P^′在相机坐标系下的坐标，参数t的计算式如下：

式中，f为拍摄相机的焦距。

3.根据权利要求2所述的自动标注地名的空中全景图像显示方法，其特征在于，球面上的P点在球面坐标系下的坐标为(x_p，y_p，z_p)的计算式如下：

式中，α为球面坐标系的X轴与相机坐标系的x轴之间的夹角，β为球面坐标系的Y轴与相机坐标系的y轴之间的夹角，(x₁，y₁，-f)为点P在相机坐标系中的坐标。

4.根据权利要求2或3所述的自动标注地名的空中全景图像显示方法，其特征在于，将球面上投影点P′的坐标转化为二维坐标进行存储，转化的二维坐标如下：

当z′_p≥0时，令：

当z′_p＜0时，令：

式中，(x′，y′)为平面全景图像上某像素点P(x，y)在球面上的对应点。

5.根据权利要求1所述的自动标注地名的空中全景图像显示方法，其特征在于，所述地点映射点的计算式如下：

且满足球面方程表达式：

x_p′²+y_p′²+z_p′²＝f²

联立得出参数t：

式中，设大地空间直角坐标系中P的坐标为(X₁，Y₁，Z₁)，球面坐标系原点O的坐标为(X₀，Y₀，Z₀)，球面坐标系中P点的地点映射点P'的坐标为(x_p′，y_p′，z_p′)，f为拍摄相机的焦距。

6.根据权利要求1所述的自动标注地名的空中全景图像显示方法，其特征在于，所述文字标注的显示方向的平面方程如下：

cosβcosα(x-x_p′)+cosβsinα(y-y_p′)+sinβ(z-z_p′)＝0

式中，(α，β)为中心视线方向，该中心视线方向的单位向量为n＝(cosβcosα，cosβsinα，sinβ)，(x_p′，y_p′，z_p′)为地面映射点在球面坐标系内的坐标。