CN103837083A - 一种基于全景图像的地面物体的高度计算方法 - Google Patents
一种基于全景图像的地面物体的高度计算方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103837083A CN103837083A CN201310731044.7A CN201310731044A CN103837083A CN 103837083 A CN103837083 A CN 103837083A CN 201310731044 A CN201310731044 A CN 201310731044A CN 103837083 A CN103837083 A CN 103837083A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pitch
- cos
- sin
- roll
- panoramic picture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Processing Or Creating Images (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于全景图像的地面物体的高度计算方法。本发明首先从图像上获取标志待求物体高度的起点和终点,其中物体底部的点应该是在地面或者非常接近地面。然后根据投影原理计算出底部点的三维点位置,再计算出顶部三维点的三维点位置,最终计算出物体高度。本发明可以减少数据处理的难度,提高计算速度,降低应用成本。
Description
技术领域:
本发明涉及一种基于全景图像的地面物体的高度计算方法。
背景技术:
全景(Panorama)是将相机环360度拍摄的一组或多组照片拼接成一个全景图像,全景虚拟现实(也称实景虚拟)是基于全景图像的真实场景的虚拟现实技术,通过计算机技术实现全方位互动式观看真实场景的还原展示。在播放插件的支持下,使用鼠标控制环视的方向,可右可近可远,是观众感到身处处在现实的环境当中,仿佛在一个窗口中浏览了实景中的美丽景色。基于静态图像的虚拟全景技术是一种在微机平台上能够实现的初级虚拟现实技术,改变了传统网络二维呈现的平淡,给视觉以更强的冲击力,让人们通过互联网即使足不出户也可以真是的感受到外面的世界。
连续的全景,又称为街景,不仅能为一般用户提供足不出户览天下的功能,对于特殊的行业会对街景的应用提出更高的要求,目前一个比较热门的应用就是利用全景图像进行测量和三维重建,传统的三维重建算法计算复杂度比较高,对图像的中的景物特征要求比较严格,计算时间比较长,几乎不能做到实时计算,因此为了能够在互联网上进行使用计算复杂度较小的算法来计算物体的度量就变得很有必要了。
发明内容:
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种一种基于全景图像的地面物体的高度计算方法。
为了解决背景技术所存在的问题,本发明采用以下技术方案:
一种基于全景图像的地面物体的高度计算方法,它包括如下步骤:
(1)获取待计算高度的物体的底部和顶部的点的极坐标表示;
(2)计算底部的点坐标;
(3)计算顶部的坐标和高度。
进一步的,所述步骤(1)中
获取鼠标点击的顶部和底部的屏幕坐标位置(x屏幕,y屏幕),该点就是全景图像做球面投影后经过三维渲染引擎光栅化后在屏幕上的位置;
计算顶部和底部的极坐标坐标表示,这个过程就是计算机图形学中光栅化的逆过程,假设全景图像的显示在显示器上的宽度为W,高度为H,三维渲染引擎设置的视野张角(FOV)是□,则顶部和的极坐标表示可按下列的公式进行计算:
则顶部和底部的极坐标表示为(r,α,β),r为极坐标的半径。
进一步的,所述步骤(2)中,
计算底部到采集设备底部的距离,采集设备距离地面的高度是可以预先测量得到,假设为H,当前屏幕中心相对于全景初始化时旋转了α1,此时设备的空间姿态为(roll,pitch,yaw),其中roll,pitch,yaw是按照下面的定义计算得 来的:在水平面上,从南向北为y轴,从东向西是x轴,竖直向上为z轴,roll是载具绕y轴旋转的角度,pitch是载具绕x轴旋转的角度,yaw是载具绕z轴旋转的角度,以上角度都是以逆时针旋转为正进行计算的;则底部到采集设备底部的距离length可按照下列的公式进行计算:
矩阵
矩阵
向量
向量
角度
距离
计算底部的坐标(xbottom,ybottom),zbottom)。公式如下:
xbottom=Length*cos(α)
ybottom=Length*sin(α)
zbottom=0。
进一步的,所述步骤(3)中,
计算顶部的坐标(xtop,ytop,ztop)
xtop=Length*cos(α)
ytop=Length*sin(α)
ztop=H+sin(β)
物体高度
本发明对比现有技术有如下的有益效果:本发明可以减少数据处理的难度,提高计算速度,降低应用成本
附图说明:
图1为本发明方法流程图。
图2为通过屏幕上的位置计算被选中点的极坐标的模型。
图3理想状态下计算相机到地面点的距离模型。
图4考虑相机在倾斜状态下计算相机到地面点的距离模型。
具体实施方式:
下面结合附图,对本发明作进一步详细描述:
图1为本发明方法流程图。一种基于全景图像的地面物体的高度计算方法,它包括如下步骤:
(1)获取待计算高度的物体的底部和顶部的点的极坐标表示;
(2)计算底部的点坐标;
(3)计算顶部的坐标和高度。
进一步的,所述步骤(1)中
获取鼠标点击的顶部和底部的屏幕坐标位置(x屏幕,y屏幕),该点就是全景图像做球面投影后经过三维渲染引擎光栅化后在屏幕上的位置;
计算顶部和底部的极坐标坐标表示,这个过程就是计算机图形学中光栅化的逆过程,假设全景图像的显示在显示器上的宽度为W,高度为H,三维渲染引擎设置的视野张角(FOV)是□,则顶部和的极坐标表示可按下列的公式进行计算:
则顶部和底部的极坐标表示为(r,α,β),r为极坐标的半径。
进一步的,所述步骤(2)中,
计算底部到采集设备底部的距离,采集设备距离地面的高度是可以预先测量得到,假设为H,当前屏幕中心相对于全景初始化时旋转了α1,此时设备的空间姿态为(roll,pitch,yaw),其中roll,pitch,yaw是按照下面的定义计算得来的:在水平面上,从南向北为y轴,从东向西是x轴,竖直向上为z轴,roll是载具绕y轴旋转的角度,pitch是载具绕x轴旋转的角度,yaw是载具绕z轴旋转的角度,以上角度都是以逆时针旋转为正进行计算的;则底部到采集设备底部的距离length可按照下列的公式进行计算:
矩阵
矩阵
向量
向量
角度
距离
计算底部的坐标(xbottom,ybottom,zbottom)。公式如下:
xbottom=Length*cos(α)
ybottom=Length*sin(α)
zbottom=0。
进一步的,所述步骤(3)中,
计算顶部的坐标(xtop,ytop,ztop)
xtop=Length*cos(α)
ytop=Length*sin(α)
ztop=H+sin(β)
物体高度
该发明的工作原理:
图2:通过屏幕上的位置计算被选中点的极坐标的模型。其中H为渲染***在显示器上渲染范围高度,W为渲染***在显示器上渲染范围的宽度,O点是渲染范围的中心,A点位用户鼠标点击的位置,focal为渲染***进行投影时所使用的焦距。可根据这些数据计算出鼠标点击的位置的极坐标。
图3:理想状态下计算相机到地面点的距离模型。所谓理想状态是指承载全景相机的载具位于水平面上,此时整个成像平面与地面垂直,此时通过相机光心且垂直成像平面的直线与地面平行。在这个模型中A点表示相机光心所在的位置,B点表示相机的正下方,也即相机光心在地面的投影位置,线段AB表示相机光心距离地面的高度。线段CD表示待测的地面物体,其中C为底部点,D为顶部点。线段BC表示从相机在地面上的投影点到待测物体底部的距离,也即公式中的Length。
图4:考虑相机在倾斜状态下计算相机到地面点的距离模型。在实际的采集过程中,由于道路几乎不可能完全是水平的,所以相机在实际采集过程中不可能保持水平姿态,这将影响相机的在地面的投影点到待测物体底部点的距离的计算。在这个模型下,相机位于直线m1和直线m2所确定的平面上,该平面和水平面不平行。A点为相机,B为相机在地面的投影点,C点位待测物体的底部,则BC与水平面平行,AB和BD垂直,AE为由光心发出,与水平面平行的线段,AF为有光心发出与成像平面垂直的线段,则AF与AB垂直,AF与BD平行,AE与BC平行。因此在使用理想的模型计算Length之前,应该消除相机由于倾斜而造成的偏移角,在本图中为BD和BC构成夹角。具体的计算方法,在前面具体描述中已经给出。
需要理解到的是:以上所述仅是本发明的优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于全景图像的地面物体的高度计算方法,其特征在于,它包括如下步骤:
(1)获取待计算高度的物体的底部和顶部的点的极坐标表示;
(2)计算底部的点坐标;
(3)计算顶部的坐标和高度。
3.根据权利要求1所述的一种基于全景图像的地面物体的高度计算方法,其特征在于,所述步骤(2)中,
计算底部到采集设备底部的距离,采集设备距离地面的高度是可以预先测量得到,假设为H,当前屏幕中心相对于全景初始化时旋转了α1,此时设备的空间姿态为(roll,pitch,yaw),其中roll,pitch,yaw是按照下面的定义计算得来的:在水平面上,从南向北为y轴,从东向西是x轴,竖直向上为z轴,roll是载具绕y轴旋转的角度,pitch是载具绕x轴旋转的角度,yaw是载具绕z轴旋转的角度,以上角度都是以逆时针旋转为正进行计算的;则底部到采集设备底部的距离length可按照下列的公式进行计算:
矩阵
矩阵
向量
向量
角度
距离
计算底部的坐标(xbottom,ybottom,zbottom)。公式如下:
xbottom=Length*cos(α)
ybottom=Length*sin(α)
zbottom=0。
4.根据权利要求1所述的一种基于全景图像的地面物体的高度计算方法,其特征在于,所述步骤(3)中,
计算顶部的坐标(xtop,ytop,ztop)
xtop=Length*cos(α)
ytop=Length*sin(α)
ztop=H+sin(β)
物体高度
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310731044.7A CN103837083B (zh) | 2013-12-26 | 2013-12-26 | 一种基于全景图像的地面物体的高度计算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310731044.7A CN103837083B (zh) | 2013-12-26 | 2013-12-26 | 一种基于全景图像的地面物体的高度计算方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103837083A true CN103837083A (zh) | 2014-06-04 |
CN103837083B CN103837083B (zh) | 2017-03-22 |
Family
ID=50800816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310731044.7A Active CN103837083B (zh) | 2013-12-26 | 2013-12-26 | 一种基于全景图像的地面物体的高度计算方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103837083B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106895825A (zh) * | 2017-02-23 | 2017-06-27 | 周良辰 | 基于街景地图的目标物地理位置的三维量测算方法和装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5608528A (en) * | 1994-04-13 | 1997-03-04 | Kabushikikaisha Wacom | Optical position detecting method using asynchronous modulation of light source |
CN102012213A (zh) * | 2010-08-31 | 2011-04-13 | 吉林大学 | 单副图像测量前景高度的方法 |
CN102538761A (zh) * | 2012-01-09 | 2012-07-04 | 刘进 | 球面全景相机摄影测量方法 |
-
2013
- 2013-12-26 CN CN201310731044.7A patent/CN103837083B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5608528A (en) * | 1994-04-13 | 1997-03-04 | Kabushikikaisha Wacom | Optical position detecting method using asynchronous modulation of light source |
CN102012213A (zh) * | 2010-08-31 | 2011-04-13 | 吉林大学 | 单副图像测量前景高度的方法 |
CN102538761A (zh) * | 2012-01-09 | 2012-07-04 | 刘进 | 球面全景相机摄影测量方法 |
CN103438868A (zh) * | 2012-01-09 | 2013-12-11 | 刘进 | 基于球面全景相机的物体高度测量方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
伍春洪 等: "一种基于3维全景图像技术的深度测量方法", 《中国图象图形学报》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106895825A (zh) * | 2017-02-23 | 2017-06-27 | 周良辰 | 基于街景地图的目标物地理位置的三维量测算方法和装置 |
CN106895825B (zh) * | 2017-02-23 | 2019-06-11 | 周良辰 | 基于街景地图的目标物地理位置的三维量测算方法和装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103837083B (zh) | 2017-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107646126B (zh) | 用于移动设备的相机姿态估计 | |
CN102968809B (zh) | 在增强现实领域实现虚拟信息标注及绘制标注线的方法 | |
CN104835117B (zh) | 基于重叠方式的球面全景图生成方法 | |
CN105678693B (zh) | 全景视频浏览播放方法 | |
CN106375748B (zh) | 立体虚拟现实全景视图拼接方法、装置及电子设备 | |
CN105809701B (zh) | 全景视频姿态标定方法 | |
CN106023072B (zh) | 一种用于曲面大屏幕的图像拼接显示方法 | |
CN110825234A (zh) | 一种面向工业场景的投影式增强现实跟踪显示方法和*** | |
CN107145224B (zh) | 基于三维球面泰勒展开的人眼视线跟踪方法和装置 | |
WO2013018173A1 (ja) | 画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラム | |
CN109035327B (zh) | 基于深度学习的全景相机姿态估计方法 | |
CN104427230B (zh) | 增强现实的方法和增强现实的*** | |
CN110298924A (zh) | 一种ar***中用于显示检测信息的坐标变换方法 | |
CN107133918A (zh) | 一种在三维场景中任意位置生成全景图的方法 | |
CN102984453A (zh) | 利用单摄像机实时生成半球全景视频图像的方法及*** | |
CN105427361B (zh) | 一种三维场景中动目标轨迹的显示方法 | |
CN108735052A (zh) | 一种基于slam的增强现实自由落体实验方法 | |
CN110648274B (zh) | 鱼眼图像的生成方法及装置 | |
CN107015654A (zh) | 基于增强现实的导航方法及装置 | |
CN103413329A (zh) | 一种运动平台与3d视频数据匹配互动方法及*** | |
CN105095314A (zh) | 一种兴趣点的标注方法、终端、导航服务器及导航*** | |
CN107679015B (zh) | 一种基于三维地图的云台摄像机实时监控范围仿真方法 | |
CN104217461A (zh) | 一种基于深度图模拟实时凹凸效果的视差映射方法 | |
CN110120101A (zh) | 基于三维视觉的圆柱体增强现实方法、***、装置 | |
WO2017113729A1 (zh) | 360度图像加载方法、加载模块及移动终端 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180621 Address after: 215021 B101-2 unit of international science and Technology Park, 1355 Jinji Hu Avenue, Suzhou Industrial Park, Suzhou, Jiangsu Patentee after: SUZHOU SHENGJING INFORMATION TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: 215021 111C unit of international science and Technology Park, 1355 Jinji Hu Avenue, Suzhou Industrial Park, Jiangsu Patentee before: Suzhou grand view Spatial Information Technology company limited |