[发明专利]从地理参考图像提取及映射三维特征

说明书

背景技术

本发明通常涉及物理对象的三维模型的更新和增强。

镜像世界是对物理空间建模的虚拟空间。诸如第二人生（Second Life）、Google地球（Googel Earth）和虚拟地球（Virtual Earth）的应用提供了可在上面创建虚拟城市的平台。这些虚拟城市是创建镜像世界的努力成果的一部分。诸如Google地球的程序的用户能够通过输入图像并建造可从任何地方共享的三维模型来创建镜像世界。然而，通常地，为了创建和共享这样的模型，用户必须具有高端计算和通信能力。

附图说明

图1是本发明一个实施例的示意描绘；

图2是依照一个实施例的图1中示出的传感器组件的示意描绘；

图3是依照一个实施例的图1中示出的算法组件的示意描绘；

图4是依照一个实施例的同样在图1中示出的另外的算法组件的示意描绘；

图5是依照一个实施例的图1中示出的另外的算法组件的示意描绘；以及

图6是依照一个实施例的流程图。

具体实施方式

依照一些实施例，可使用移动因特网装置代替具有高端通信能力的高端计算系统来创造虚拟城市或镜像世界。移动因特网装置是通过无线连接工作并连接到因特网的任意装置。举一些示例，移动因特网装置的示例包括膝上型计算机、平板计算机、蜂窝电话、手持式计算机和电子游戏。

依照一些实施例，非专家用户可在诸如Google地球或虚拟地球的连接的可视计算环境中增强三维模型的可视外观。

从地理参考图像提取三维特征并将其建模的问题可简述为基于模型的三维跟踪问题。粗线框模型给出目标建筑物的轮廓和基本的几何信息。在一些实施例中，然后可使动态纹理映射自动化以创建照片真实感模型。

参考图1，移动因特网装置10可包括控件12，控件12可以是一个或多个处理器或控制器。控件12可耦合到显示器14和无线接口15，由此允许经由射频或光信号进行无线通信。在一个实施例中，无线接口可以是蜂窝电话接口，并且在其它实施例中，它可以是WiMAX接口。（参见IEEE标准802.16-2004：IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks，Part 16：Interface for Fixed Broadboard Wireless Access Systems，IEEE New York，New York，10016）。

传感器集合16也耦合到控件12。在一个实施例中，这些传感器可包括一个或多个高分辨率摄像机20。这些传感器还可包括惯性导航系统（INS）传感器22。它们可包括全球定位系统、无线、惯性测量单元（IMU）和超声传感器。惯性导航系统传感器使用计算机、诸如加速度计的运动传感器、以及诸如陀螺仪的旋转传感器，从而在不需要外部参考的情况下经由航位推算法来计算移动对象的位置、定向和速度。在这种情况下，移动对象可以是移动因特网装置10。摄像机20可用于拍摄要从不同定向建模的对象的照片。这些定向和位置可由惯性导航系统22来记录。

移动因特网装置10还可包括用于存储算法组件的存储设备18，它包括图像定向模块24、2D/3D配准（registration）模块26和纹理组件28。在一些实施例中，使用至少一个高分辨率摄像机，或者如果没有高分辨率摄像机可用，则可分别使用两个较低分辨率摄像机，以获得正视图和后视图。作为示例，定向传感器可以是陀螺仪、加速度计或磁力计。图像定向可通过摄像机校准、运动传感器融合和对应对齐来实现。二维和三维配准可以借助于基于模型的跟踪和映射以及基于基准的矫正。纹理合成可以借助于将不同颜色的图像混合到三维几何表面。

参考图2，以惯性导航传感器形式的传感器组件22接收卫星、陀螺仪、加速度计、磁力计、控制点WiFi、射频（RF）或超声信号中的一个或多个信号以作为输入，这些信号给出关于移动因特网装置10的位置和定向信息。摄像机20记录真实世界情景S。摄像机20和惯性导航系统传感器固定在一起，并且在捕获图像序列I₁……I_n、位置（L=经度、纬度和高度）、旋转（R = R₁、R₂、R₃）矩阵和平移T数据时临时地同步。