专利名称：球面全景相机摄影测量方法
技术领域：
本发明属于摄影测量与遥感技术领域，主要涉及在球面全景装置基础上，采用球面全景测量理论，将摄影测量中的平面成像测量理论推广到球面，利用球面采集范围大，重叠率高特点，直接获取球面图像中目标点的大地坐标系下坐标，直接在球面图像中实现测绘数据采集，实现一套基于球面全景摄影测量的技术。
背景技术：
随着现代信息技术的飞速发展和对海量空间数据需求的增加，人们对高效率、大视场、小型化遥测装置的需求日益迫切。球面全景成像装置具有静态全方位、小型化、输出标准化的特点，更大限度地消除摄影死角；静态全方位是指在不必移动成像装置的条件下就能在一个时刻点获取更广视野覆盖范围的全方位图像；小型化是指相机体积小巧，能进一步组合集成；输出标准化是指外部输出的球面映射影像能直接反映被测目标相对于球心观察点的方位角和俯仰角，这将方便目标定位计算。遥感装置的成像范围最大可扩展成球面，形成一种球面全景。目前已有一些球面全景装置，如Iadybug球面全景相机，一般只用于街景全方位浏览，室内装修预览。这种全景装置的图像不同于普通相机，是做了球面映射的，有很大畸变。但由于缺少相关理论支持，目前球面全景相机鲜见用于空间摄影测量(如距离测量、高度测量、全景相机定标、空间目标点定位等)的方法。利用球面全景相机影像测量物方平面点是实现空间摄影测量的关键。目前这方面未有公开发表文献提供相关技术资料和系统的理论基础。为此本发明提出了一套基于球面全景相机的摄影测量方法。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种球面全景相机摄影测量方法，该方法能利用球面全景相机影像实现全方位空间摄影测量。本发明提供的技术方案是球面全景相机摄影测量方法，包括
①在物方平面上建立2维坐标系x-z，在物方平面上选η> 4个不共线的控制点
(X” Z1)，…(xnJ Zn)；
②用球面全景相机拍摄能覆盖物方平面上这些控制点的全景图像，得到与这些控制点对应的全景图像的像坐标(UpV1)^H(UwVn)；
φ-π(--1)
③利用公式
权利要求
1.球面全景相机摄影测量方法，包括①在物方平面上建立2维坐标系x-z，在物方平面上选η> 4个不共线的控制点(X” Z1)，…(xnJ Zn)；②用球面全景相机拍摄能覆盖物方平面上这些控制点的全景图像，得到与这些控制点对应的全景图像的像坐标(UpV1)^H(UwVn)；φζζττ ^--1)③利用公式
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于利用步骤⑤得到全景图像上两点(Ua，va)，(ub, Vb)对应的外平面坐标(xa，za)和 (Xb，Zb)；通过公式
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于将步骤④得到的H3x3矩阵前两列[hn h21 h31]T[hn h21 ti31]T单位化得到
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于 利用公式
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于利用两球面全景相机或同一相机不同地点拍摄的图像得到目标点的3维坐标(x, y, ζ)①在两个不同地点拍摄两张都包含目标点的球面全景影像；②利用权利要求4的方法得到两个相机的旋转姿态R1,R2和光心位置T1, T2 ；③目标点在第1个球面全景相机对应的球面影像坐标为(“’ 目标点在第2个球面全景相机对应的目标球面影像坐标为0/' ‘. ^ 利用公式
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于当两个相机主方向平行时，R1=Ii2=I；其中 I为单位阵，所述主方向为全景图像角坐标(0，0)方向。
7.用球面全景相机进行摄影测量的方法，包括①将球面全景相机平行于物方平面放置，球面全景相机中心到物方平面的距离是H ；②用球面全景相机拍摄包含物方平面和物方平面上方待测点的全景图像，在全景图像上选取待测点对应的像坐标《 ± i，κ ι i和待测点在物方平面上的垂足像坐标“± 0，^^。利用公式6 = 宇- 计算P丄0和P I1 d h③计算待测点相对物方平面的高度h
全文摘要
一种球面全景相机摄影测量方法，包括在物方平面上建立2维坐标系；用球面全景相机拍摄能覆盖物方平面上n≥4个不共线的控制点的全景图像，得到与这些控制点对应的全景图像的像坐标(u1,v1),…(un,vn)；利用公式得到与控制点对应的像角坐标(φ1,θ1),…(φn,θn)；进而得到映射关系矩阵H3x3=；由全景图像上的任意物方平面成像点u,v计算出φ,θ,进而得到对应的物方平面坐标x,z。本发明可直接获得目标的大地坐标系坐标，在图像上进行测绘信息采集。当图像上的各点的大地坐标方位已知后，即可在图像上进行测绘信息的采集。如测量两目标点之间的距离、测量影像中房屋的高度、测量影像中不同地物之间的几何位置关系等。
文档编号G01C11/00GK102538761SQ20121000452
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者刘进, 龚建雅 申请人:刘进