[发明专利]一种基于激光点云的全景距离影像生成方法在审

专利信息
申请号: 202310144576.4 申请日: 2023-02-21
公开(公告)号: CN116222515A 公开(公告)日: 2023-06-06
发明(设计)人: 刘冰;李明;刘如飞;陈丽 申请(专利权)人: 山东科技大学
主分类号: G01C11/02 分类号: G01C11/02;G06T7/30;G01C11/04;G01B11/00
代理公司: 济南金迪知识产权代理有限公司 37219 代理人: 赵龙群
地址: 266590 山东*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 激光 全景 距离 影像 生成 方法
【说明书】:

本发明公开了一种基于激光点云的全景距离影像生成方法,属于测绘技术领域。该方法包括多条件约束便携型实验场临时搭建及选点、构建角度一致方程融合模型并计算融合参数和全景距离影像生成三大部分。本发明基于激光点云与全景图像的各自特点,提出了实用、高效的实验场布设和选点技术方法,构建了更适用于全景球坐标计算的角度一致方程模型求解融合参数,这样如果需要获取某一监测区域的全景距离影像,无需再去专业的实验场获取融合参数,利用本发明方法即可临时搭建便捷的快速融合方案,不但程序简单,而且成本大大降低,推动车载移动测量技术更广范围的应用。

技术领域

本发明属于测绘技术领域,尤其是基于激光点云的全景距离影像生成方法。

背景技术

车载移动测量技术集成了三维激光扫描仪、数码相机、组合定位定姿系统等先进的传感器和设备,在车辆行进中,快速采集道路及道路两旁地物的位置和属性数据,实现地面移动测量,是最先进的地面空间信息获取技术之一。其中,通过三维激光扫描仪可大面积、高分辨率、快速地获取物体表面点的三维坐标、反射率等数据信息,数据成果称为“点云”,是由空间中物体表面大量的三维点组成,描述了物体的空间位置信息和形态特征。通过数码相机可以获取全景影像,得到物体的色彩和纹理信息。激光点云与全景影像融合后的成果之一被称为“全景距离影像”,同时具有空间位置信息和色彩信息,能够实现全景照片的量测功能。

全景距离影像生成的前提是获取精确的融合参数,但融合参数的获取通常需要通过专业的实验场进行。比如中国专利2018110196346公开了一种针对车载移动测量系统的360°可量测全景影像生成方法,在该本发明中引入了全景距离影像的概念,但从其步骤2.1看出,在实施过程中需要严格设计对应特征点的分布,这种选点原则必须在专业的实验场进行,整体实施流程比较复杂,成本较高,缺少一种可临时搭建的、便携的快速融合方案。

发明内容

针对现有方法中存在的上述技术问题,本发明基于角度一致融合模型对实验场布设和同名特征点选取问题进行了系统分析,提出一种基于激光点云的全景距离影像生成方法,该方法无需通过专业的实验场即可获取精确的融合参数,即可快速得到全景距离影像。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种基于激光点云的全景距离影像生成方法,其特征在于,它包括多条件约束便携型实验场布设及选点、构建角度一致方程融合模型并计算融合参数和全景距离影像生成三大部分;详细过程是:

第一步:多条件约束便捷型实验场临时搭建及选点

1.1:实验场选择

选择一段车辆较少,路面状况良好,两侧有立面的路段临时搭建多条件约束实验场;

1.2:实验场布设

在选好的实验场路段机动车道内沿标线按间隔布设靶标,道路两旁护栏、路灯杆、路缘石等立面设施,形成空间立体布设、多方位覆盖的检校场,靶标所处的点为校验点;针对立面设施较少的情况,可将自制的简易靶标箱放置于检校场的四角作为远端的立体检校点;

1.3:选点

选择数码相机的拍摄范围,在拍摄范围内选择三维激光扫描仪的扫描点,选扫描点时要进行多方位选取,以数码相机曝光位置为中点,在路面和立面分别选点,选点时要对称选取,始终保持在同一方向的两端有相同数目的同名点,这样既可以保证参数计算的准确性,也方便观察计算出的参数是否稳定,及时发现粗差;

第二步:构建角度一致方程融合模型并计算融合参数

该步骤所涉及坐标系的定义如下:

①惯导坐标系(IMU)的定义为:以惯导中心为原点,y轴指向载体车辆行车前进方向,x轴指向车体右侧,z轴指向天顶,构成右手坐标系;

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