[发明专利]一种三维环境下基于线路特征的视频空间实时漫游方法

权利要求书

1.一种三维环境下基于线路特征的视频空间实时漫游方法，其特征在于具体包括以下步骤：

(1)设置漫游路径，采用三维直角坐标系，用一组三维数组表示漫游路径上各点的三维坐标，获取各摄像头三维坐标、摄像头的水平视角和摄像头的垂直视角，设置初始视频时刻T_x；

(2)设置漫游速度V，则三维空间坐标系中3个坐标轴方向的速度分别为V_x，V_y和V_z，开始视频漫游过程，实时记录已经过的漫游时间T_a；

(3)根据以下公式计算经过T_a漫游时间后获取视频的时间T_y：

T_y＝T_x+T_a………………………………(1)

(4)设置漫游初始点S₀(X₀，Y₀，Z₀)，并设置漫游速度V(Vx，Vy，Vz)，通过速度公式计算Ty时刻漫游到位置S(X，Y，Z)：

(5)搜索以当前漫游位置为球心、以预设值R为半径的球体范围内的所有摄像头；假定摄像头视域为一个四棱锥体，利用直线与面的交点计算公式，以各摄像头的三维坐标、水平视角和垂直视角作为输入，计算各摄像头视域四棱锥体与地面的4个交点坐标；每个摄像头视域的四个点坐标组成地理多边形，即每个摄像头视域在地平面上的可见区；

(6)分别判断各摄像头的可见区是否覆盖当前漫游位置，若是，则该摄像头为当前漫游位置的可见摄像头，可见摄像头数量累加1；否则，丢弃该摄像头；

(7)判断可见摄像头数量：若可见摄像头数量为1，进入步骤(8)；若当前位置的可见摄像头数量为2个以上，进入步骤(9)进行视频帧图像拼接；

(8)获取T_y时刻该可见摄像头的视频帧图像；为该摄像头视域可见区多边形建立三维网络模型，计算三维网络模型中的点对应在二维视频帧图像的坐标位置，为三维网格模型附加纹理坐标，进入步骤(10)；

(9)获取T_y时刻各可见摄像头的视频帧图像，将各可见摄像头的可见区进行求交计算，得到重叠区和非重叠区，分别将各重叠区和非重叠区进行三角化，建立各自的三维网络模型；

(9a)对于非重叠区，为每个非重叠区的三维网络模型添加纹理坐标；

(9b)对于重叠区，针对每个重叠区，确定覆盖该重叠区的各视频帧图像所对应的可见摄像头的数目n，并为该重叠区的三维网络模型分别添加纹理坐标，得到n重纹理坐标；确定该重叠区的重心，并利用点到面的距离公式计算重心到各摄像头视域在地平面上的可见区的距离，为重叠区对应的各摄像头赋权值；

(10)对于每个非重叠区，将三维网格纹理坐标提交绘制引擎进行视频帧图像三维显示；对于每个重叠区，将各重叠区的每一组摄像头的权值赋给对应的重叠区纹理透明度值，进行颜色混合，再进行绘制显示；

(11)重复步骤(2)到步骤(10)，以连续显示三维图像，直到漫游路径结束。

2.根据权利要求1所述的视频空间实时漫游方法，其特征在于：第(4)步所述的速度公式为：

X＝X₀+V_x×T_a………………………………………(2)

Y＝Y₀+V_y×T_a………………………………………(3)

Z＝Z₀+V_Z×T_a………………………………………(4)

3.根据权利要求1所述的视频空间实时漫游方法，其特征在于：第(9b)步中，具体通过以下公式为一个重叠区的各可见摄像头赋予权值：

W_i＝(1/S_i)/∑(1/S_i)…………………………………(5)

其中，W_i为该重叠区内摄像头i的权值，S_i为该重叠区的重心到摄像头i视域在地平面上的可见区的距离，i∈(1,2...n)。

4.根据权利要求1所述的视频空间实时漫游方法，其特征在于：第(9b)步中，所述的重叠区的中心的横纵利用以下方法确定：中心点的横坐标为重叠区内所有点的横坐标的平均值，中心点的纵坐标为重叠区内所有点的纵坐标的平均值。