[发明专利]自动三维绘图方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用多个图像评估三维模型的自动三维绘图(mapping)方法。

背景技术

通常已知根据立体摄影测量方法对三维3D模型进行评估涉及手动使用立体护目镜。也存在使用计算机的解决方案并且这种计算机化解决方案的示例尤其是在我们的专利申请PCT/EP2007/056780和PCT/SE2000/000739中被发现。传统上结果是基于从覆盖世界上同一场景的不同位置拍摄的两个图像。

从US5,808,626和US2002/0101438Al已知使用多个交叠的图像的方法。这些方法是基于识别和选择关键点。使用交叠图像的方法的其它示例从US6,658,207Bl、US2004/0105090Al、US2002/0163582Al和US5,104,217已知。

为了获得自动评估的精确性，通常需要引入某种类型的平滑方案。这种平滑的缺点在于，深度中的锐利变化将被平滑掉并且3D模型的综合质量将非常模糊。

本发明的目的是获得一种减小对平滑的需要的方法，从而得到不需要或者需要非常少的后期平滑的更稳定3D模型。

发明内容

该目的是通过一种方法来实现，该方法的特征在于：当图像被拍摄时，至少一个相机的位置和空间方位角被记录；至少一个相机在几何上被校准以指示图像中的每个像素的方向；用于覆盖同一场景位置的多个图像对的立体差异被计算，从而设置差异以及每个立体差异的确定性度量评估；不同立体差异评估被一起加权以形成3D模型；以及立体差异评估基于评估的3D模型被自动且自适应地重新加权。

我们的绘图方法依赖于此：该3D模型覆盖由收集的图像覆盖的整个区域，而不选择对象的关键点或节段。

根据前一段落通过计算用于覆盖同一场景位置的多个图像对的立体差异，不实施或者仅仅实施轻微的后期平滑以获得稳定3D模型。通过使用遵从表决或加权方案的从不同角度拍摄的若干不同图像，有可能将来自立体对的结果组合到三维模型，在世界是平滑之处例如在街道上，该三维模型将是平滑的，并且在锐利深度变化之处，该三维模型同时可以保持是锐利的。立体差异评估可以例如基于评估的3D模型的法向矢量被重新加权。另外，不同立体差异评估可以被一起加权以形成3D高度模型。

根据该方法的优选发展，计算用于每个可能的图像对的立体差异。通过利用尽可能多的图像对，3D模型在精确度方面被最优化。

根据该方法的又一优选发展，以大约60-90%的交叠拍摄在飞行方向上的图像。

根据该方法的另一优选发展，以大约60-80%的交叠拍摄相邻飞行之间的图像。

如上文提出的有关飞行方向以及相邻飞行之间的交叠的选择导致至少10个图像的覆盖度是可用的，从而对场景中的每个点的评估有贡献。

为了进一步增加可用的图像的数目，根据该方法的又一优选发展提出了在两个基本上垂直的飞行方向上有交叠地拍摄图像。

差异评估的加权可以按照许多不同方式执行。根据该方法的一个提议，立体差异的加权是基于求平均。为了避免不确定的测量，还提出了立体差异的加权涉及排除界外值。

可以考虑到局部对比度，例如由遮蔽或分辨率影响的可见性，或者这些考虑的混合，设置用于每个立体差异的确定性度量评估。

附图说明

现在将参考附图更详细描述本发明，在附图中：

图1示意性说明从天上（above）捕获图像。

图2a说明用于收集数据的已知立体方案的示例。

图2b说明将用于收集数据的提议的立体方案。

图3更示意性地说明将用于收集数据的另一提议方案。

图4示意性说明在根据本发明的3D绘图方法中涉及的图像处理。

具体实施方式