一种空中无缝虚拟漫游系统构建方法
【专利摘要】本发明涉及一种空中无缝虚拟漫游系统构建方法，该方法包括以下步骤：航拍采样点布局、航拍图片采集、序列全景图生成、空中全景图标定、地面场景表达、航路指定、场景绘制及无缝漫游，该方法采用基于图像的绘制技术避免了场景三维重构巨大数据量对系统硬件的苛刻要求，而且通过合理安排空中全景拍摄的采样点，确保了用尽可能少的采样数据获得尽可能丰富的地面场景，进而完成无约束地任意指定航路的无缝沉浸式虚拟漫游。
【专利说明】一种空中无缝虚拟漫游系统构建方法
【技术领域】
[0001]本发明属于虚拟现实【技术领域】，涉及一种空中无缝虚拟漫游系统构建方法。该方法搭建一个系统，采集序列航拍全景图，利用基于图像的绘制技术实现空中无缝虚拟漫游。
【背景技术】
[0002]虚拟现实技术是近三十年来发展起来的一种新兴技术，它从更高层次集成综合了机器视觉、计算机图形绘制、传感器、三维仿真及人工智能等信息技术，构建虚拟场景，支持用户交互，从而实现用户身临其境地观察甚至控制场景信息的目的。虚拟现实系统要满足三个特点:构想、沉浸、交互。由于计算机性能的限制(计算能力、存储能力)，计算机图形绘制出三维场景通常比较粗糙，很难做到以假乱真，自然也无法提供足够的沉浸感和充分的交互性。目前，基于图像绘制技术发展迅猛，为场景逼真(pseudo-prospective)构建提供了当前计算机水平所能承受的实现手段。市场上已出现了利用此技术构建的地面近景小区域场景虚拟漫游系统，如虚拟博物馆，虚拟景观等。 [0003]当前，针对空中远景的大范围虚拟漫游系统多采用类似Google Map的模式，用户只能自由浏览热点处的航拍全景图片，仅在该处实现沉浸体验。这类由定点采集航拍图片拼成全景图，再融合地图搭建出的虚拟漫游系统，其跳跃式浏览不能满足用户自由地指定路线的无缝虚拟导航。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种空中无缝虚拟漫游系统构建方法，该方法制定了合理的采样点布局，更适合大范围区域的虚拟漫游，实现了航拍全景图之间的无缝自由指定航线的虚拟漫游，成功将基于图像的绘制技术应用于航拍全景图，真正做到了空中无约束沉浸式漫游。 [0005]本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的:
[0006]一种空中无缝虚拟漫游系统构建方法，包括如下步骤:
[0007]步骤(一)、航拍采样点布局，即得到最稀疏采样条件下的相邻采样点之间的位置关系，包括相邻采样点之间的视角区域对应的角度α和相邻采样点之间的基线距离B，具体计算公式如下:
【权利要求】
1.一种空中无缝虚拟漫游系统构建方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤(一)、航拍采样点布局，即得到最稀疏采样条件下的相邻采样点之间的位置关系，包括相邻采样点之间的视角区域对应的角度α和相邻采样点之间的基线距离B，具体计算公式如下:
2.根据权利要求1所述的一种空中无缝虚拟漫游系统构建方法，其特征在于:所述步骤(二)中进行航拍图片采集时选择旋翼机及高分辨率相机，或者选择固定翼机和中低分辨率的广角相机，或者选择固定翼机和多个高分辨率相机以一定的角度捆绑的组合。
3.根据权利要求1所述的一种空中无缝虚拟漫游系统构建方法，其特征在于:所述步骤(三)中将采集得到的航拍图片制作成全景图时，若采用高分辨率相机则在单个点采集的航拍图片之间有重叠区域，在所述重叠区域找到特征匹配点，并有序组织图片，计算航拍图片各自在全视角投影的不同方位，并通过羽化算法抹去图片间的连接缝隙，实现全景图无缝拼接；若采用中低分辨率的广角相机，则航拍图片经过畸变校正后，将航拍图片映射到全景球面上制成全景图。
【文档编号】G06T17/30GK103646424SQ201310616166
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】张春晓, 文高进, 林招荣, 姚毅刚, 安超, 王洪民, 尚志鸣 申请人:北京空间机电研究所