[发明专利]一种地表图像与地下空间图像实时叠加的方法和系统

权利要求书

1.一种地表图像与地下空间图像实时叠加的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过高精度定位设备获取第一位置的地理坐标，通过高精度定位设备获取第二位置的地理坐标；在所述第二位置设置摄像机采集地表图像；

获取所述第二位置所在预设区域内的区域地下空间图像；

在所述区域地下空间图像中截取得到预设范围内的预设地下空间图像；

根据所述摄像机的外参数和内参数，通过预设公式对所述预设地下空间图像进行透视变换后叠加到所述地表图像上，得到叠加空间图像，其中，为所述摄像机的内参数，所述内参数中的焦距f为相机坐标系原点到图像坐标系原点的距离，u₀和v₀为根据像素坐标系得到的具体的主点坐标，d_x和d_y为像素尺寸，为所述摄像机的外参数，所述外参数中的旋转参数R为根据所述第一位置和所述第二位置的地理坐标计算的所述摄像机镜头朝向的方位角，平移参数T为所述摄像机所在的所述第二位置的地理坐标，u和v为点的像素坐标，x_w，y_w和z_w为点的世界坐标，z_c为相机坐标系的z轴坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，除在所述第二位置设置摄像机采集地表图像之外，所述方法还包括：对所述摄像机进行相机标定，得到所述摄像机的内参数，所述内参数包括焦距、主点坐标和像素尺寸。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过高精度定位设备获取第一位置的地理坐标，通过高精度定位设备获取第二位置的地理坐标之后，所述方法还包括：根据所述第一位置和所述第二位置的地理坐标，得到所述摄像机的外参数，所述外参数包括旋转参数和平移参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述区域地下空间图像中截取得到预设范围内的预设地下空间图像包括：根据所述摄像机所在的所述第二位置的地理坐标，在所述区域地下空间图像中截取出摄像头前方300*100米范围内的地下空间图像，得到预设地下空间图像，其中，所述预设地下空间图像包括地铁廊道、管线廊道、工作井、单一管线或多种管线及其附属设施、地质空洞和地下构筑物的矢量图或/和栅格图。

5.一种地表图像与地下空间图像实时叠加的系统，其特征在于，所述系统包括摄像机、高精度定位设备和处理器；

所述高精度定位设备获取第一位置的地理坐标，所述高精度定位设备获取第二位置的地理坐标；

所述摄像机在所述第二位置采集地表图像；

所述处理器获取所述第二位置所在预设区域内的区域地下空间图像；

所述处理器在所述区域地下空间图像中截取得到预设范围内的预设地下空间图像；

所述处理器根据所述摄像机的外参数和内参数，通过预设公式对所述预设地下空间图像进行透视变换后叠加到所述地表图像上，得到叠加空间图像，其中，为所述摄像机的内参数，所述内参数中的焦距f为相机坐标系原点到图像坐标系原点的距离，u₀和v₀为根据像素坐标系得到的具体的主点坐标，d_x和d_y为像素尺寸，为所述摄像机的外参数，所述外参数中的旋转参数R为根据所述第一位置和所述第二位置的地理坐标计算的所述摄像机镜头朝向的方位角，平移参数T为所述摄像机所在的所述第二位置的地理坐标，u和v为点的像素坐标，x_w，y_w和z_w为点的世界坐标，z_c为相机坐标系的z轴坐标。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，除所述摄像机在所述第二位置采集地表图像之外，所述系统还包括：对所述摄像机进行相机标定，得到所述摄像机的内参数，所述内参数包括焦距、主点坐标和像素尺寸。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述高精度定位设备获取第一位置的地理坐标，所述高精度定位设备获取第二位置的地理坐标之后，所述系统还包括：根据所述第一位置和所述第二位置的地理坐标，得到所述摄像机的外参数，所述外参数包括旋转参数和平移参数。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述处理器在所述区域地下空间图像中截取得到预设范围内的预设地下空间图像包括：所述处理器根据所述摄像机所在的所述第二位置的地理坐标，在所述区域地下空间图像中截取出摄像头前方300*100米范围内的地下空间图像，得到预设地下空间图像，其中，所述预设地下空间图像包括地铁廊道、管线廊道、工作井、单一管线或多种管线及其附属设施、地质空洞和地下构筑物的矢量图或/和栅格图。