[发明专利]全景影像与点云的配准方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体而言，涉及一种全景影像与点云的配准方法及装置。

背景技术

背包式激光雷达扫描系统是近年来发展的一种新型、高效的测量系统，可应用于数字工厂、数字矿山、变形监测、隧道工程、文化遗产调查、BIM建模、电力巡检、林业资源调查、执法取证等领域。背包式激光扫描系统可以快速获取目标对象精确、海量的三维空间信息，然而由于三维激光点云数据就不具备颜色信息，不符合常规目视解译习惯。

全景影像是一种超广角视野表达方式，它包含了比普通框幅式影像更直观、完整的全景信息，其最大的特点就是水平方向视场角达到360°，以全景方式查看，直观生动、三维可视效果好，能够提供更加丰富的语音信息。

如今，在数字地球、数字城市、数字电力的领域越来越多的需要建立照片级真实感的三维模型，若能联合以上两种技术，即可实现对目标精确而直观的描述，生成具有强烈沉浸感的真三维模型，其在全景可视化显示、目标物体分类、三维建筑建模、电力巡检等方面均有很大的使用价值。

目前国内外已有一些学者对激光雷达点云数据与影像数据的配准方法进行了研究，配准方法可概括为：基于关键点的配准、基于结构特征的配准和基于互信息的配准。其中基于关键点和结构特征的配准方式不可避免的会存在同名特征挑选的问题。由于激光点云不具备纹理信息，实际工作中受传感器工作模式、遮挡、以及光影条件的影响，激光雷达点云几何特征并不总是能与全景影响的灰度特征相关。已有方法不能很好的适应光影条件或者遮挡的情况，在数据配准上会存在困难，同时在特征选择和配准的过程中，需要大量的人工干预。而基于互信息的配准方法虽然不需要对图像间的灰度关系作任何假设，不需要进行特征提取，避免了基于特征的配准方式中特征选择的困难。但目前该算法大都基于普通框幅式影像作为数据源，并非针对全景影像。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全景影像与点云的配准方法及装置，以提高配准过程的工作效率和准确性。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种全景影像与点云的配准方法，所述全景影像与点云的配准方法包括：

获取全景影像数据及点云数据；

依据预建立的全景变换模型对所述全景影像数据进行等距投影而生成第一投影数据；

依据预建立的点云变换模型对所述点云数据进行等距投影而生成第二投影数据；

基于预建立的互信息配准模型，对所述第一投影数据、所述第二投影数据进行配准。

第二方面，本发明实施例还提供了一种全景影像与点云的配准装置，所述全景影像与点云的配准装置包括：

数据获取单元，用于获取全景影像数据及点云数据；

投影数据生成单元，用于依据预建立的全景变换模型对所述全景影像数据进行等距投影而生成第一投影数据；

所述投影数据生成单元还用于依据预建立的点云变换模型对所述点云数据进行等距投影而生成第二投影数据；

配准单元，用于基于预建立的互信息配准模型，对所述第一投影数据、所述第二投影数据进行配准。

本发明实施例提供的全景影像与点云的配准方法及装置，通过依据预建立的全景变换模型对全景影像数据进行等距投影而生成第一投影数据，依据预建立的点云变换模型对点云数据进行等距投影而生成第二投影数据，从而有效地解决了全景影像数据和点云数据之间的异维异构问题，将全景影像数据及点云数据转换为可以融合、配准的投影数据；此外，由于采用等距投影的方式，因而可以在保证现实世界里垂直线条的不变性的情况下，实现对全景影像数据和点云数据的转换，提高了配准过程的精度，同时由于可以分别对全景影像数据和点云数据进行转换，从而可以提高配准过程的效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了一种可应用于本发明实施例中的服务器的功能框图。

图2示出了本发明实施例提供的全景影像与点云的配准方法流程图。

图3示出了图2中步骤S102的流程图。

图4示出了图3中子步骤S1022的流程图。

图5示出了图2中步骤S103的流程图。