以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法，包括：選取街景圖像中目標(biāo)對(duì)象的關(guān)鍵位置；將關(guān)鍵位置作為圖像控制點(diǎn)，并對(duì)圖像控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；基于三維城市矢量目標(biāo)模型，人工選取與關(guān)鍵位置對(duì)應(yīng)的位置作為目標(biāo)控制點(diǎn)；以與圖像控制點(diǎn)相同編號(hào)對(duì)目標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；以相同編號(hào)的控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，將街景圖片進(jìn)行幾何糾正，再投射、疊加到三維城市矢量目標(biāo)模型上，完成多模型復(fù)合貼片；變換其他角度，選擇其他同一目標(biāo)、不同角度的街景圖像，重復(fù)上述步驟，直至三維城市矢量目標(biāo)模型被360度全部覆蓋，從而形成該區(qū)域的真實(shí)感三維地圖。本發(fā)明利用已有三維城市矢量目標(biāo)模型，通過(guò)多對(duì)一的定位匹配及投影，生成具有較強(qiáng)真實(shí)感的三維電子地圖。
【專(zhuān)利說(shuō)明】以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及城市圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]三維地圖是具有位置信息的三維圖像，是一定區(qū)域的實(shí)景的數(shù)字化再現(xiàn)。由于三維地圖不僅可以精準(zhǔn)展現(xiàn)區(qū)域的真實(shí)景象，而且具有位置信息，在智能交通、智慧城市、考古、地理信息查詢(xún)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]目前，構(gòu)建三維地圖的常用方式是在已經(jīng)建立三維城市矢量模型基礎(chǔ)上，通過(guò)拍攝照片獲取三維景物特征，進(jìn)行一對(duì)一的人工貼圖，最終形成該區(qū)域的三維地圖，這種方式投入大、效率低、周期長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法，能夠形成該區(qū)域的真實(shí)感三維地圖。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的一種以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法，包括下述步驟:
[0006]步驟S1:選取街景圖像中目標(biāo)對(duì)象的關(guān)鍵位置；
[0007]步驟S2:將所述關(guān)鍵位置作為圖像控制點(diǎn)，并對(duì)所述圖像控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；
[0008]步驟S3:基于三維城市矢量目標(biāo)模型，人工選取與所述關(guān)鍵位置相對(duì)應(yīng)的位置作為目標(biāo)控制點(diǎn)；
[0009]步驟S4:以與所述圖像控制點(diǎn)相同的編號(hào)對(duì)所述目標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；
[0010]步驟S5:以相同編號(hào)的控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，將街景圖像進(jìn)行幾何糾正，再投射、疊加到所述三維城市矢量目標(biāo)模型上，完成多模型復(fù)合貼片 '及
[0011]步驟S6:變換其他角度，選擇其他同一目標(biāo)、不同角度的街景圖像，重復(fù)上述步驟，直至所述三維城市矢量目標(biāo)模型被360度全部覆蓋。
[0012]在本實(shí)施例中，其中，步驟SI中，所述關(guān)鍵位置包括建筑物的邊緣或拐點(diǎn)。
[0013]在本實(shí)施例中，其中，步驟S2，所述編號(hào)的規(guī)則為所述關(guān)鍵位置名稱(chēng)+編號(hào)+控制點(diǎn)+編號(hào)。
[0014]另外，本發(fā)明還提供了另一種以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法，包括下述步驟:
[0015]步驟S1:選取街景圖像中目標(biāo)對(duì)象的關(guān)鍵位置；
[0016]步驟S2:將所述關(guān)鍵位置作為圖像控制點(diǎn)，并對(duì)所述圖像控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；
[0017]步驟S3:基于三維城市矢量目標(biāo)模型，人工選取與所述關(guān)鍵位置相對(duì)應(yīng)的位置作為目標(biāo)控制點(diǎn)；
[0018]步驟S4:以與所述圖像控制點(diǎn)相同的編號(hào)對(duì)所述目標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；[0019]步驟S5:以相同編號(hào)控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，將街景圖像進(jìn)行幾何糾正，再投射、疊加到所述三維城市矢量目標(biāo)模型上，完成多模型復(fù)合貼片 '及
[0020]步驟S6:采用圖像自動(dòng)插值算法，將三維城市矢量目標(biāo)模型上已被覆蓋的圖像貼圖部分進(jìn)行拉伸、擴(kuò)展，補(bǔ)充剩余部分，直至所述三維城市矢量目標(biāo)模型被360度全部覆
至JHL ο
[0021 ] 在本實(shí)施例中，其中，步驟SI中，所述關(guān)鍵位置包括建筑物的邊緣或拐點(diǎn)。
[0022]在本實(shí)施例中，其中，步驟S2，所述編號(hào)的規(guī)則為所述關(guān)鍵位置名稱(chēng)+編號(hào)+控制點(diǎn)+編號(hào)。
[0023]本發(fā)明提供一種以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法，該方法包括:選取街景圖像中目標(biāo)對(duì)象的關(guān)鍵位置；將所述關(guān)鍵位置作為圖像控制點(diǎn)，并對(duì)所述圖像控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；基于三維城市矢量目標(biāo)模型，選取與所述關(guān)鍵位置對(duì)應(yīng)的位置作為目標(biāo)控制點(diǎn)；以與所述圖像控制點(diǎn)相同的編號(hào)對(duì)所述目標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；以相同編號(hào)的控制點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行投影變換，將街景圖像進(jìn)行幾何糾正，再投射、疊加到所述三維城市矢量目標(biāo)模型上，完成多模型復(fù)合貼片；變換其他角度，選擇其他同一目標(biāo)、不同角度的街景圖像，重復(fù)上述步驟，直至所述三維城市矢量目標(biāo)模型被360度全部覆蓋，從而形成該區(qū)域的真實(shí)感三維地圖。本發(fā)明通過(guò)街景數(shù)據(jù)，獲取整體城市景觀圖像，結(jié)合已有三維城市矢量模型，通過(guò)多對(duì)一的定位匹配及投影，生成所在全區(qū)域的三維電子地圖，具有較強(qiáng)的真實(shí)感。
[0024]另外，本發(fā)明提供一種以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法，還可以在街景圖像已經(jīng)部分覆蓋三維城市矢量目標(biāo)模型前提下，采用圖像自動(dòng)插值算法，將三維城市矢量目標(biāo)模型上已被覆蓋的圖像貼圖部分進(jìn)行拉伸、擴(kuò)展，補(bǔ)充剩余部分，直至所述三維城市矢量目標(biāo)模型被360度全部覆蓋，也可獲取較強(qiáng)真實(shí)感的三維電子地圖，而且方法簡(jiǎn)單易行。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法的步驟流程圖；
[0026]圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法的步驟流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清晰，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0028]請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明提供一種以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法100，其包括下述步驟:
[0029]步驟S1:選取街景圖像中目標(biāo)對(duì)象的關(guān)鍵位置；
[0030]具體地，關(guān)鍵位置包括建筑物的邊緣或拐點(diǎn)。
[0031 ] 可以理解，街景圖像中包括建筑物、公園、公路等對(duì)象。在本實(shí)施例中，選取目標(biāo)對(duì)象的關(guān)鍵位置，如可選取以建筑物作為目標(biāo)對(duì)象，并選取建筑物的關(guān)鍵位置，如建筑物的邊緣或拐點(diǎn)均可作為關(guān)鍵位置。[0032]步驟S2:將所述關(guān)鍵位置作為圖像控制點(diǎn)，并對(duì)所述圖像控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；
[0033]具體地，編號(hào)的規(guī)則為關(guān)鍵位置名稱(chēng)+編號(hào)+控制點(diǎn)+編號(hào)。
[0034]例如，選取建筑物的邊緣作為關(guān)鍵位置，對(duì)上述關(guān)鍵位置進(jìn)行編號(hào)為:建筑物1+控制點(diǎn)1，建筑物1+控制點(diǎn)2等?？梢岳斫?，通過(guò)對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，可以區(qū)分不同對(duì)象及其特征點(diǎn)。
[0035]步驟S3:基于三維城市矢量目標(biāo)模型，人工選取與所述關(guān)鍵位置相對(duì)應(yīng)的位置作為目標(biāo)控制點(diǎn)；
[0036]可以理解，在原有三維城市矢量目標(biāo)模型中，選擇與上述步驟中控制點(diǎn)各對(duì)應(yīng)點(diǎn)位置(建筑物對(duì)應(yīng)邊緣、拐點(diǎn)等)作為目標(biāo)控制點(diǎn)。如以建筑物的邊緣作用圖像控制點(diǎn)，則在三維城市矢量目標(biāo)模型中選取相應(yīng)的建筑物的邊緣作為目標(biāo)控制點(diǎn)。
[0037]步驟S4:以與所述圖像控制點(diǎn)相同的編號(hào)對(duì)所述目標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；
[0038]可以理解，對(duì)目標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)的規(guī)則類(lèi)似于圖像控制點(diǎn)的規(guī)則，如，對(duì)圖像控制點(diǎn)編號(hào)為:建筑物1+控制點(diǎn)1，則相應(yīng)的對(duì)目標(biāo)控制點(diǎn)編號(hào)為:建筑物1+控制點(diǎn)I。
[0039]步驟S5:以相同編號(hào)的控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，將街景圖像進(jìn)行幾何糾正，再投射、疊加到所述三維城市矢量目標(biāo)模型上，完成多模型復(fù)合貼片；
[0040]具體地，在矢量三維模型上進(jìn)行圖像幾何糾正及立體貼圖，是圖形圖像處理的通用技術(shù)，以及圖像與三維軟件的常用功能。其基本原理包括:1、建立圖像像點(diǎn)坐標(biāo)(行、列號(hào))和矢量模型對(duì)應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)間的映射關(guān)系，解求映射關(guān)系中的未知參數(shù)，根據(jù)映射關(guān)系對(duì)圖像各像素坐標(biāo)進(jìn)行校正；2、對(duì)于目標(biāo)控制點(diǎn)外未覆蓋部分，采取圖像內(nèi)插。
[0041]可以理解，以相同編號(hào)控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，將圖像控制點(diǎn)所在的街景圖片投射、疊加到三維城市矢量目標(biāo)模型上。
[0042]本發(fā)明以大規(guī)模、多目標(biāo)、全方位的街景貼圖取代以往單目標(biāo)圖像貼圖，從而有效提升了城市三維貼圖的效率。
[0043]步驟S6:變換其他角度，選擇其他同一目標(biāo)、不同角度的街景圖像，重復(fù)上述步驟，直至所述三維城市矢量目標(biāo)模型被360度全部覆蓋。
[0044]本發(fā)明提供一種以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法，該方法包括:選取街景圖像中目標(biāo)對(duì)象的關(guān)鍵位置；將所述關(guān)鍵位置作為圖像控制點(diǎn)，并對(duì)所述圖像控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；基于三維城市矢量目標(biāo)模型，選取與所述關(guān)鍵位置對(duì)應(yīng)的位置作為目標(biāo)控制點(diǎn)；以與所述圖像控制點(diǎn)相同的編號(hào)對(duì)所述目標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；以相同編號(hào)的控制點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行投影變換，將街景圖像進(jìn)行幾何糾正，再投射、疊加到所述三維城市矢量目標(biāo)模型上，完成多模型復(fù)合貼片；變換其他角度，選擇其他同一目標(biāo)、不同角度的街景圖像，重復(fù)上述步驟，直至所述三維城市矢量目標(biāo)模型被360度全部覆蓋，從而形成該區(qū)域的真實(shí)感三維地圖。本發(fā)明通過(guò)街景數(shù)據(jù)，獲取整體城市景觀圖像，結(jié)合已有三維城市矢量模型，通過(guò)多對(duì)一的定位匹配及投影，生成所在全區(qū)域的三維電子地圖，具有較強(qiáng)的真實(shí)感。
[0045]請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法的步驟流程圖200。
[0046]步驟S1:選取街景圖像中目標(biāo)對(duì)象的關(guān)鍵位置；
[0047]具體地，關(guān)鍵位置包括建筑物的邊緣或拐點(diǎn)。
[0048]可以理解，街景圖像中包括建筑物、公園、公路等對(duì)象。在本實(shí)施例中，選取目標(biāo)對(duì)象的關(guān)鍵位置，如可選取以建筑物作為目標(biāo)對(duì)象，并選取建筑物的關(guān)鍵位置，如建筑物的邊緣或拐點(diǎn)均可作為關(guān)鍵位置。
[0049]步驟S2:將所述關(guān)鍵位置作為圖像控制點(diǎn)，并對(duì)所述圖像控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；
[0050]具體地，編號(hào)的規(guī)則為關(guān)鍵位置名稱(chēng)+編號(hào)+控制點(diǎn)+編號(hào)。
[0051]例如，選取建筑物的邊緣作為關(guān)鍵位置，對(duì)上述關(guān)鍵位置進(jìn)行編號(hào)為:建筑物1+控制點(diǎn)1，建筑物1+控制點(diǎn)2等?？梢岳斫?，通過(guò)對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，可以區(qū)分不同對(duì)象及其特征點(diǎn)。
[0052]步驟S3:基于三維城市矢量目標(biāo)模型，人工選取與所述關(guān)鍵位置相對(duì)應(yīng)的位置作為目標(biāo)控制點(diǎn)；
[0053]可以理解，在原有三維城市矢量目標(biāo)模型中，選擇與上述步驟中控制點(diǎn)各對(duì)應(yīng)點(diǎn)位置(建筑物對(duì)應(yīng)邊緣、拐點(diǎn)等)，作為目標(biāo)控制點(diǎn)。如以建筑物的邊緣作用圖像控制點(diǎn)，則在三維城市矢量目標(biāo)模型中選取相應(yīng)的建筑物的邊緣作為目標(biāo)控制點(diǎn)。
[0054]步驟S4:以與所述圖像控制點(diǎn)相同的編號(hào)對(duì)所述目標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；
[0055]可以理解，對(duì)目標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)的規(guī)則類(lèi)似于圖像控制點(diǎn)的規(guī)則，如，對(duì)圖像控制點(diǎn)編號(hào)為:建筑物1+控制點(diǎn)1，則相應(yīng)的對(duì)目標(biāo)控制點(diǎn)編號(hào)為:建筑物1+控制點(diǎn)I。
[0056]步驟S5:以相同編號(hào)控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，將街景圖像進(jìn)行幾何糾正，再投射、疊加到所述三維城市矢量目標(biāo)模型上，完成多模型復(fù)合貼片；
[0057]具體地，在矢量三維模型上進(jìn)行圖像幾何糾正及立體貼圖，是圖形圖像處理的通用技術(shù)，以及圖像與三維軟件的常用功能。其基本原理包括:1、建立圖像像點(diǎn)坐標(biāo)(行、列號(hào))和矢量模型對(duì)應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)間的映射關(guān)系，解求映射關(guān)系中的未知參數(shù)，根據(jù)映射關(guān)系對(duì)圖像各像素坐標(biāo)進(jìn)行校正；2、對(duì)于目標(biāo)控制點(diǎn)外未覆蓋部分，采取圖像內(nèi)插。
[0058]本發(fā)明以大規(guī)模、多目標(biāo)、全方位的街景貼圖取代以往單目標(biāo)圖像貼圖，從而有效提升了城市三維貼圖的效率。
[0059]可以理解，以相同編號(hào)控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，將圖像控制點(diǎn)所在的街景圖片投射、疊加到三維城市矢量目標(biāo)模型上。
[0060]步驟S6:采用圖像自動(dòng)插值算法，將三維城市矢量目標(biāo)模型上已被覆蓋的圖像貼圖部分進(jìn)行拉伸、擴(kuò)展，補(bǔ)充剩余部分，直至所述三維城市矢量目標(biāo)模型被360度全部覆
至JHL ο
[0061]另外，本發(fā)明提供一種以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法，還可以在街景圖像已經(jīng)部分覆蓋三維城市矢量目標(biāo)模型前提下，采用圖像自動(dòng)插值算法，將三維城市矢量目標(biāo)模型上已被覆蓋的圖像貼圖部分進(jìn)行拉伸、擴(kuò)展，補(bǔ)充剩余部分，直至所述三維城市矢量目標(biāo)模型被360度全部覆蓋，也可獲取較強(qiáng)真實(shí)感的三維電子地圖，而且方法簡(jiǎn)單易行。
[0062]可以理解的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做出其他各種相應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法，其特征在于，包括下述步驟: 步驟S1:選取街景圖像中目標(biāo)對(duì)象的關(guān)鍵位置； 步驟S2:將所述關(guān)鍵位置作為圖像控制點(diǎn)，并對(duì)所述圖像控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)； 步驟S3:基于三維城市矢量目標(biāo)模型，人工選取與所述關(guān)鍵位置相對(duì)應(yīng)的位置作為目標(biāo)控制點(diǎn)； 步驟S4:以與所述圖像控制點(diǎn)相同的編號(hào)對(duì)所述目標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)； 步驟S5:以相同編號(hào)的控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，將街景圖像進(jìn)行幾何糾正，再投射、疊加到所述三維城市矢量目標(biāo)模型上，完成多模型復(fù)合貼片 '及 步驟S6:變換其他角度，選擇其他同一目標(biāo)、不同角度的街景圖像，重復(fù)上述步驟，直至所述三維城市矢量目標(biāo)模型被360度全部覆蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法，其特征在于:其中，步驟SI中，所述關(guān)鍵位置包括建筑物的邊緣或拐點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法，其特征在于:其中，步驟S2，所述編號(hào)的規(guī)則為所述關(guān)鍵位置名稱(chēng)+編號(hào)+控制點(diǎn)+編號(hào)。
4.一種以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法，其特征在于，包括下述步驟: 步驟S1:選取街景圖像中目標(biāo)對(duì)象的關(guān)鍵位置； 步驟S2:將所述關(guān)鍵位置作為圖像控制點(diǎn)，并對(duì)所述圖像控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)； 步驟S3:基于三維城市矢量目標(biāo)模型，人工選取與所述關(guān)鍵位置相對(duì)應(yīng)的位置作為目標(biāo)控制點(diǎn)； 步驟S4:以與所述圖像控制點(diǎn)相同的編號(hào)對(duì)所述目標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)； 步驟S5:以相同編號(hào)控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，將街景圖像進(jìn)行幾何糾正，再投射、疊加到所述三維城市矢量目標(biāo)模型上，完成多模型復(fù)合貼片 '及 步驟S6:采用圖像自動(dòng)插值算法，將三維城市矢量目標(biāo)模型上已被覆蓋的圖像貼圖部分進(jìn)行拉伸、擴(kuò)展，補(bǔ)充剩余部分，直至所述三維城市矢量目標(biāo)模型被360度全部覆蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法，其特征在于，其中，步驟SI中，所述關(guān)鍵位置包括建筑物的邊緣或拐點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的以街景為基礎(chǔ)的三維地圖建模的方法，其特征在于，其中，步驟S2，所述編號(hào)的規(guī)則為所述關(guān)鍵位置名稱(chēng)+編號(hào)+控制點(diǎn)+編號(hào)。
【文檔編號(hào)】G06T17/05GK103544734SQ201310474049
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】修文群 申請(qǐng)人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院