[发明专利]基于大屏幕融合投影的城市全景动态显示系统及方法

权利要求书

1.一种基于大屏幕融合投影的城市全景动态显示系统，包括展示屏幕、安装有所述展示屏幕的展示厅以及多台用于监控城市车流的摄像头，其特征在于，还包括：

构建模块(1)，其用于采用三维建模方法构建城市缩小相应比例的三维模型；

拼接模块(2)，其用于采用图像拼接方法将多台投影机的投影图像拼接为整体投影图像，并将所述整体投影图像存储为缩小设定比例的整体投影图像结果图；

转换模块(3)，其用于模拟出所述整体投影图像结果图投影在展示屏幕上的展示模型，并生成所述展示模型与所述三维模型之间的转换方程；

所述转换模块(3)包括：

模拟单元(31)，其用于模拟出所述整体投影图像结果图投影在展示屏幕上的展示模型，其还用于根据所述展示模型构建局部三维坐标系统，并根据所述三维模型构建整体三维坐标系统；

提取单元一(32)，其用于在所述局部三维坐标系统中提取若干观察点，并获取所述观察点对应在整体三维坐标系统中的等同点；

转换单元(33)，其用于基于多组观察点和等同点的坐标值建立局部三维坐标系统与整体三维坐标系统之间的转换方程；

匹配模块(4)，其用于获取所述摄像头拍摄的图像，并生成所述摄像头拍摄的图像与三维模型之间的匹配方程；

所述匹配模块(4)包括：

获取单元一(41)，其用于获取所述摄像头拍摄的图像，并根据获取的图像构建出第一图像坐标系统；

提取单元二(42)，其用于在所述第一图像坐标系统中提取若干基准点，并获取所述基准点对应在整体三维坐标系统中的对照点；

拟合单元(43)，其用于基于多组基准点和对照点的坐标值采用最小二乘法拟合得到摄像头所拍摄的图像与三维模型之间的匹配方程；

第一变换模块(5)，其用于生成所述整体投影图像结果图与展示模型之间的第一变换方程；

所述第一变换模块(5)包括：

像素单元(51)，其用于基于所述整体投影图像结果图构建出第二图像坐标系统，并获得观察点对应在第二图像坐标系统中的像素点；

构建单元(52)，其用于基于多组观察点与像素点的坐标值建立整体投影图像结果图与展示模型之间的第一变换方程；

第二变换模块(6)，其用于基于所述匹配方程、转换方程和第一变换方程生成整体投影图像结果图与摄像头所拍摄画面之间的第二变换方程；

投影模块(7)，其用于根据所述摄像头拍摄的画面获取与画面中车辆对应的车辆特征点并存储，其还用于基于所述第二变换方程和获取的车辆特征点对整体投影图像进行像素的变换计算，使得投影图像投影在展示屏幕上后带有移动和/或静止的车辆投影；

所述投影模块(7)包括：

获取单元二(71)，其用于根据所述摄像头拍摄的画面获取与画面中车辆对应的车辆特征点并存储；

匹配单元(72)，其用于根据所述获取单元二(71)获取的车辆特征点匹配相应的车辆模型，并获取所述车辆模型对应在第一图像坐标系统中的多个图像点；

映射单元(73)，其用于基于所述第二变换方程获得所述图像点对应在第二图像坐标系统中的映射点；

换算单元(74)，其用于根据所述映射点以及整体投影图像与整体投影图像结果图之间的比例对整体投影图像进行像素的变换计算，使得投影图像投影在展示屏幕上后带有移动和/或静止的车辆投影。

2.一种基于大屏幕融合投影的城市全景动态显示方法，包括展示屏幕、安装有展示屏幕的展示厅以及多个用于监控城市车流的摄像头，其特征在于，还包括：

步骤S1、采用三维建模方法构建城市缩小相应比例的三维模型；

步骤S2、采用图像拼接方法将多台投影机的投影图像拼接为整体投影图像，并存储为缩小设定比例的整体投影图像结果图；

步骤S3、模拟出整体投影图像结果图投影在展示屏幕上的展示模型，并生成展示模型与三维模型之间的转换方程；

所述步骤S3具体包括：

步骤S31、模拟出整体投影图像结果图投影在展示屏幕上的展示模型，根据展示模型构建局部三维坐标系统，并根据三维模型构建整体三维坐标系统；

步骤S32、在局部三维坐标系统中提取若干观察点，并获取观察点对应在整体三维坐标系统中的等同点；

步骤S33、基于多组观察点和等同点的坐标值建立局部三维坐标系统与整体三维坐标系统之间的转换方程；

步骤S4、获取摄像头拍摄的图像，并生成摄像头拍摄的图像与三维模型之间的匹配方程；

所述步骤S4具体包括：

步骤S41、获取摄像头拍摄的图像，并根据获取的图像构建出第一图像坐标系统；

步骤S42、在第一图像坐标系统中提取若干基准点，并获取基准点对应在整体三维坐标系统中的对照点；

步骤S43、基于多组基准点和对照点的坐标值采用最小二乘法拟合得到摄像头所拍摄的图像与三维模型之间的匹配方程；

步骤S5、生成整体投影图像结果图与展示模型之间的第一变换方程；

所述步骤S5具体包括：

步骤S51、基于整体投影图像结果图构建出第二图像坐标系统，并获得观察点对应在第二图像坐标系统中的像素点；

步骤S52、基于多组观察点与像素点的坐标值建立整体投影图像结果图与展示模型之间的第一变换方程；

步骤S6、基于匹配方程、转换方程和第一变换方程生成整体投影图像结果图与摄像头所拍摄画面之间的第二变换方程；

步骤S7、根据摄像头拍摄的画面获取与车辆对应的车辆特征点并存储，基于第二变换方程和获取的车辆特征点对整体投影图像进行像素的变换计算，使得投影图像投影在展示屏幕上后带有移动和/或静止的车辆投影；

所述步骤S7具体包括：

步骤S71、根据摄像头所拍摄的画面获取与车辆对应的车辆特征点并存储；

步骤S72、根据获取的车辆特征点匹配相应的车辆模型，并获取车辆模型对应在第一图像坐标系统中的多个图像点；

步骤S73、基于第二变换方程获得图像点对应在第二图像坐标系统中的映射点；

步骤S74、根据获得的映射点以及整体投影图像与整体投影图像结果图之间的比例对整体投影图像进行像素的变换计算，使得投影图像投影在展示屏幕上后带有移动和/或静止的车辆投影。