專利名稱：基于立體影像庫的實時三維測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測繪技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于立體影像庫的實時三維測量方法。
背景技術(shù)：
航天航空攝影測量通過獲取立體影像、影像處理、地物判讀、影像量測、地形測繪等方式確定地面點坐標和進行各種比例尺測圖。航天航空攝影測量硬件系統(tǒng)包括航攝像機、全球定位與慣性導航設(shè)備(POS)等以實現(xiàn)對星空或地面立體攝影；攝影測量解析計算所用的主要數(shù)據(jù)包括:像點坐標、地面控制點坐標等。航天攝影測量傳感器載體是衛(wèi)星或航天飛機，航空攝影測量傳感器載體是飛機或無人機等。航天航空攝影測量技術(shù)用于生產(chǎn)如地形圖、正射影像圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字柵格圖等4D產(chǎn)品，以及各類專題地圖等。這些地球空間數(shù)據(jù)產(chǎn)品是城建、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、國土等行業(yè)部門的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。航天航空影像庫技術(shù)主要用于管理海量影像數(shù)據(jù)，提供用戶對影像產(chǎn)品如DOM(文件對象模型)、DEM (數(shù)字高程模型)等查詢、顯示等。但是，現(xiàn)有技術(shù)中，航天航空影像庫技術(shù)管理的影像數(shù)據(jù)如正射影像等，均為加工處理后的數(shù)據(jù)，不是按用戶需要提供的三維空間數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)冗余度較高。另外，航天航空攝影測量解析計算是根據(jù)共線方程或共面方程、立體影像上同名像點坐標，解算地面點三 維坐標，進而生成數(shù)字線劃圖、正射影像圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字柵格圖等4D產(chǎn)品。但是，現(xiàn)有技術(shù)中，利用攝影測量技術(shù)生產(chǎn)的上述4D產(chǎn)品，是在用戶使用前，按照一定測繪規(guī)范組織大量技術(shù)人員進行生產(chǎn)各種比例尺的4D產(chǎn)品，其生產(chǎn)周期長、投入人力物力多；并且用戶多數(shù)情況僅用到其中某一比例尺部分空間數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供基于立體影像庫的實時三維測量方法，可實時的對影像進行三維測量，減少了前期的工作量及數(shù)據(jù)的冗余度，降低了投入成本。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:基于立體影像庫的實時三維測量方法，該方法包括:構(gòu)建包括影像序列、左右影像、影像內(nèi)外方位元素、控制點坐標數(shù)據(jù)及對應(yīng)關(guān)聯(lián)關(guān)系表的立體影像庫；并根據(jù)所述立體影像庫的影像序列和左右影像關(guān)聯(lián)關(guān)系表，索引、調(diào)度與該影像序列對應(yīng)的左右影像；根據(jù)接收到的三維測量指令并結(jié)合所述控制點坐標數(shù)據(jù)對所述左右影像進行立體匹配，獲得的左右影像像點坐標；利用影像內(nèi)外方位元素、共線方程以及獲得的左右影像像點坐標，計算該左右影像像點坐標對應(yīng)的地面點坐標，并根據(jù)計算到的地面點坐標進行三維空間數(shù)據(jù)的計算。 由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，通過建立包含各個數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系的立體影像庫，并根據(jù)用戶的需求進行相關(guān)影像三維數(shù)據(jù)的測量，克服了生產(chǎn)周期長、投入人力物力多、冗余數(shù)據(jù)多的缺陷。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的基于立體影像庫的實時三維測量方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的一種立體影像庫中數(shù)據(jù)關(guān)系模型的示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的一種操作并調(diào)度與顯示左右影像的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。圖1為本發(fā)明實施例提供的基于立體影像庫的實時三維測量方法的流程圖。如圖1所示，該方法主要包括如下步驟:步驟11、構(gòu)建包括影像序列、左右影像、影像內(nèi)外方位元素、控制點坐標數(shù)據(jù)及對應(yīng)關(guān)聯(lián)關(guān)系表的立體影像庫；并根據(jù)所述立體影像庫的影像序列和左右影像關(guān)聯(lián)關(guān)系表，調(diào)度顯示與該影像序列對應(yīng)的左右影像。本發(fā)明實施例建立的立體影像庫(例如，Oracle數(shù)據(jù)庫)主要包括:影像序列、左右影像、影像內(nèi)外方位元素與控制點坐標數(shù)據(jù)(上述數(shù)據(jù)未進行加工處理)，以及包含上述數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系的數(shù)據(jù)表。上述數(shù)據(jù)關(guān)系模型的示意圖可參見圖2，對應(yīng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系數(shù)據(jù)表可使用下述方式構(gòu)建:
權(quán)利要求
1.基于立體影像庫的實時三維測量方法，其特征在于，該方法包括: 構(gòu)建包括影像序列、左右影像、影像內(nèi)外方位元素、控制點坐標數(shù)據(jù)及對應(yīng)關(guān)聯(lián)關(guān)系表的立體影像庫；并根據(jù)所述立體影像庫的影像序列和左右影像關(guān)聯(lián)關(guān)系表，調(diào)度與顯示該影像序列對應(yīng)的左右影像； 根據(jù)接收到的三維測量指令并結(jié)合所述控制點坐標數(shù)據(jù)對所述左右影像進行立體匹配，獲得的左右影像像點坐標； 利用影像內(nèi)外方位元素、共線方程以及獲得的左右影像像點坐標，計算該左右影像像點坐標對應(yīng)的地面點坐標，并根據(jù)計算到的地面點坐標進行三維空間數(shù)據(jù)的計算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，構(gòu)建所述立體影像庫的步驟包括: 建立影像序列、左右影像、影像內(nèi)外方位元素與控制點坐標數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系表； 利用影像數(shù)據(jù)管理模塊GeoRaster提供的SD0_GE0RASTER和SDO_RASTER兩類數(shù)據(jù)類型，將影像序列、左右影像、影像內(nèi)外方位元素與控制點坐標數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系表存放在SD0_GEORASTER中，將影像序列、左右影像、影像內(nèi)外方位元素與控制點坐標數(shù)據(jù)存放在SDO_RASTER中的二進制大對象BLOB中，獲得影像數(shù)據(jù)庫； 利用應(yīng)用程序底層接口 OCI和應(yīng)用程序動態(tài)運行庫，建立結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL對影像數(shù)據(jù)庫進行訪問與數(shù)據(jù)交互； 基于四叉樹索引機制在影像數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建索引，完成立體影像庫的構(gòu)建。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述調(diào)度顯示左右影像包括:根據(jù)所述影像序列和左右影像關(guān)聯(lián)關(guān)系表，從所述立體影像庫的左右影像中調(diào)度顯不與該影像序列對應(yīng)的左右影像數(shù)據(jù)，并根據(jù)接收到的控制指令對該左右影像數(shù)據(jù)進行操控，具體的: 根據(jù)屏幕窗口坐標、左右影像的起始坐標及GeoRaster中設(shè)置影像塊大小，計算屏幕窗口內(nèi)對應(yīng)的左右影像塊范圍； 根據(jù)比例、旋轉(zhuǎn)與平移變換公式，建立屏幕坐標系與物理坐標系關(guān)系，實現(xiàn)對左右影像數(shù)據(jù)的放大、縮小、拖動的操作和調(diào)度顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)接收到的三維測量指令并結(jié)合所述控制點坐標數(shù)據(jù)對所述左右影像進行立體匹配，獲得的左右影像像點坐標包括: 根據(jù)所述三維測量指令中包含的左像像點位置，確定目標窗的大小；根據(jù)左右影像間的視差，選定右像的搜索窗口及位置；利用相關(guān)系數(shù)準則搜索并確定右像同名像點位置；根據(jù)所述右像像點位置、搜索窗口與目標窗口，在相關(guān)系數(shù)準則下搜索并確定左像同名像點位置，完成左右影像中雙向搜索同名像點的立體匹配，獲得的左右影像同名像點坐標；其中，相關(guān)系數(shù)準則的關(guān)系式包括:.m π
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用影像內(nèi)外方位元素、共線方程以及獲得的左右影像像點坐標，計算該左右影像像點坐標對應(yīng)的地面點坐標的公式包括: 利用影像內(nèi)外方位元素、共線方程以及獲得的左右影像像點坐標，計算影像的比例系數(shù):
全文摘要
本發(fā)明公開了基于立體影像庫的實時三維測量方法，該方法包括構(gòu)建包括影像序列、左右影像、影像內(nèi)外方位元素、控制點坐標數(shù)據(jù)及對應(yīng)關(guān)聯(lián)關(guān)系表的立體影像庫；并根據(jù)所述立體影像庫的影像序列和左右影像關(guān)聯(lián)關(guān)系表，調(diào)度顯示與該影像序列對應(yīng)的左右影像；根據(jù)接收到的三維測量指令并結(jié)合所述控制點坐標數(shù)據(jù)對所述左右影像進行立體匹配，獲得的左右影像像點坐標；利用影像內(nèi)外方位元素、共線方程以及獲得的左右影像像點坐標，計算該左右影像像點坐標對應(yīng)的地面點坐標，并根據(jù)計算到的地面點坐標進行三維數(shù)據(jù)的計算。通過采用本發(fā)明公開的方法減少了前期的工作量及數(shù)據(jù)的冗余度，降低了投入成本。
文檔編號G06T19/00GK103236083SQ20131016281
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月6日
發(fā)明者趙西安, 杜寶熙, 史少維 申請人:北京建筑工程學院