[发明专利]一种基于离散全景图构建连续场景的图像投影方法

说明书

本发明公开了一种基于离散全景图构建连续场景的图像投影方法，若是离散全景图，则使用球体投影模型对单个全景图进行图像投影构建；若是连续视觉场景，则使用圆柱面投影模型对连续视觉场景进行图像投影构建；所述离散全景图与连续视觉场景之间能进行互逆转换，完整的连续视觉场景模型由单个球体投影模型与连续的圆柱面投影模型构成。本发明数据获取简单方便、成本低，模型结构实现简单，模型视觉效果逼真基本保留图片效果，在行人导航中运用方便可以配合定位、定向数据进行场景展示。

技术领域

本发明属于虚拟现实技术领域，涉及一种图像投影变换方法，尤其涉及一种基于离散全景图构建连续场景的图像投影方法，是一种行人导航的全景视觉连续引导方式的应用。

背景技术

比较在运用全景图实现虚拟现实技术方面的两种方法，第一种方式在漫游的过程中保留了全景图的全部特性，比如对场景的无死角观察，缩放观察等，但是由于实现连续观察的方式是逐一切换全景图片，这种方式被百度地图，谷歌地图，等普遍采用，目前在图片切换的过程中没有出现很好的过渡方法能够使得场景连续变化，正是视觉上的不连续使全景图在导航中的引导效果大大降低。第二种方法是依据全景图进行场景的三维重建，恢复场景中地物的空间关系，使用的仍然是传统的数字三维技术，虽然这种方式建立的场景可以用于连续漫游但是场景的逼真度远不如全景图的效果好，而且这种方式实现起来难度比较大，场景重建和纹理映射都需要人工参与。这种方式适用于小区域场景的展示或专题展示。

发明内容

本发明主要是解决现有行人导航技术所存在定位引导方式不直观的问题；对于导航引导来说需要一种能够容易得到的既能满足连续场景观察又能够保留一定的照片效果的实景引导方式，鉴于以上两种方法的优势和不足，本发明提出了一种基于离散全景图的连续场景实现方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于离散全景图构建连续场景的图像投影方法，其特征在于：若是离散全景图，则使用球体投影模型对单个全景图进行图像投影构建；若是连续视觉场景，则使用圆柱面投影模型对连续视觉场景进行图像投影构建；所述离散全景图与连续视觉场景之间能进行互逆转换，完整的连续视觉场景模型由单个球体投影模型与连续的圆柱面投影模型构成。

作为优选，所述离散全景图沿道路采集并保持一定的间隔距离。

作为优选，离散全景图，是使用球体投影模型而纹理使用双目鱼眼相机获取。

作为优选，离散全景图，使用OpenGL的建模技术，使用建模软件Sketch Up绘制球体模型并把全景图贴合到球的内表面上，按照obj格式导出模型，之后用Perl脚本解析出顶点数组、法线数组、纹理坐标数组作为原始数据提供给OpenGL。

作为优选，连续视觉场景，圆柱面投影模型中的圆柱面是使用从球体全景图投影变换并拼接后的图片作为纹理。

作为优选，连续视觉场景，圆柱面投影模型中球体模型与圆柱面是外接关系，即球体模型与圆柱面具有相同的半径R，圆柱面模型的实现使用OpenGL建模技术绘制圆柱面并把柱面全景图贴合在圆柱内表面上。

作为优选，所述离散全景图与连续视觉场景之间能进行互逆转换，采用的是横向经线对投影方法，把球面上同一条经线上的像素沿着从球心射出经过该经线的射线方向投影到与球面外接的圆柱面上，投影时经线是成对投影的，经线对关于视线对称；逆转换的过程与展开的原理完全相同只是把像素从圆柱面逆向投影还原到球面的位置。

作为优选，球体投影模型的实现和使用是在iOS平台上，在iOS中使用OpenGL es技术，数据的存储使用SQLite；圆柱面投影模型的实现和使用同样是在iOS平台上，使用OpenGL es技术实现；离散全景图与连续视觉场景的互转换使用Opencv函数库和C++语言编程实现。

本发明具有如下优点：数据获取简单方便、成本低，模型结构实现简单，模型视觉效果逼真基本保留图片效果，在行人导航中运用方便可以配合定位、定向数据进行场景展示。