以街景为基础的三维地图建模的方法
【专利摘要】本发明提供一种以街景为基础的三维地图建模的方法，包括：选取街景图像中目标对象的关键位置；将关键位置作为图像控制点，并对图像控制点进行编号；基于三维城市矢量目标模型，人工选取与关键位置对应的位置作为目标控制点；以与图像控制点相同编号对目标控制点进行编号；以相同编号的控制点为基础，将街景图片进行几何纠正，再投射、叠加到三维城市矢量目标模型上，完成多模型复合贴片；变换其他角度，选择其他同一目标、不同角度的街景图像，重复上述步骤，直至三维城市矢量目标模型被360度全部覆盖，从而形成该区域的真实感三维地图。本发明利用已有三维城市矢量目标模型，通过多对一的定位匹配及投影，生成具有较强真实感的三维电子地图。
【专利说明】以街景为基础的三维地图建模的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及城市图像处理【技术领域】，尤其涉及一种以街景为基础的三维地图建模的方法。
【背景技术】
[0002]三维地图是具有位置信息的三维图像，是一定区域的实景的数字化再现。由于三维地图不仅可以精准展现区域的真实景象，而且具有位置信息，在智能交通、智慧城市、考古、地理信息查询等领域具有广阔的应用前景。
[0003]目前，构建三维地图的常用方式是在已经建立三维城市矢量模型基础上，通过拍摄照片获取三维景物特征，进行一对一的人工贴图，最终形成该区域的三维地图，这种方式投入大、效率低、周期长。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种以街景为基础的三维地图建模的方法，能够形成该区域的真实感三维地图。
[0005]为了达到上述目的，本发明提供的一种以街景为基础的三维地图建模的方法，包括下述步骤:
[0006]步骤S1:选取街景图像中目标对象的关键位置；
[0007]步骤S2:将所述关键位置作为图像控制点，并对所述图像控制点进行编号；
[0008]步骤S3:基于三维城市矢量目标模型，人工选取与所述关键位置相对应的位置作为目标控制点；
[0009]步骤S4:以与所述图像控制点相同的编号对所述目标控制点进行编号；
[0010]步骤S5:以相同编号的控制点为基础，将街景图像进行几何纠正，再投射、叠加到所述三维城市矢量目标模型上，完成多模型复合贴片 '及
[0011]步骤S6:变换其他角度，选择其他同一目标、不同角度的街景图像，重复上述步骤，直至所述三维城市矢量目标模型被360度全部覆盖。
[0012]在本实施例中，其中，步骤SI中，所述关键位置包括建筑物的边缘或拐点。
[0013]在本实施例中，其中，步骤S2，所述编号的规则为所述关键位置名称+编号+控制点+编号。
[0014]另外，本发明还提供了另一种以街景为基础的三维地图建模的方法，包括下述步骤:
[0015]步骤S1:选取街景图像中目标对象的关键位置；
[0016]步骤S2:将所述关键位置作为图像控制点，并对所述图像控制点进行编号；
[0017]步骤S3:基于三维城市矢量目标模型，人工选取与所述关键位置相对应的位置作为目标控制点；
[0018]步骤S4:以与所述图像控制点相同的编号对所述目标控制点进行编号；[0019]步骤S5:以相同编号控制点为基础，将街景图像进行几何纠正，再投射、叠加到所述三维城市矢量目标模型上，完成多模型复合贴片 '及
[0020]步骤S6:采用图像自动插值算法，将三维城市矢量目标模型上已被覆盖的图像贴图部分进行拉伸、扩展，补充剩余部分，直至所述三维城市矢量目标模型被360度全部覆
至JHL ο
[0021 ] 在本实施例中，其中，步骤SI中，所述关键位置包括建筑物的边缘或拐点。
[0022]在本实施例中，其中，步骤S2，所述编号的规则为所述关键位置名称+编号+控制点+编号。
[0023]本发明提供一种以街景为基础的三维地图建模的方法，该方法包括:选取街景图像中目标对象的关键位置；将所述关键位置作为图像控制点，并对所述图像控制点进行编号；基于三维城市矢量目标模型，选取与所述关键位置对应的位置作为目标控制点；以与所述图像控制点相同的编号对所述目标控制点进行编号；以相同编号的控制点为基础进行投影变换，将街景图像进行几何纠正，再投射、叠加到所述三维城市矢量目标模型上，完成多模型复合贴片；变换其他角度，选择其他同一目标、不同角度的街景图像，重复上述步骤，直至所述三维城市矢量目标模型被360度全部覆盖，从而形成该区域的真实感三维地图。本发明通过街景数据，获取整体城市景观图像，结合已有三维城市矢量模型，通过多对一的定位匹配及投影，生成所在全区域的三维电子地图，具有较强的真实感。
[0024]另外，本发明提供一种以街景为基础的三维地图建模的方法，还可以在街景图像已经部分覆盖三维城市矢量目标模型前提下，采用图像自动插值算法，将三维城市矢量目标模型上已被覆盖的图像贴图部分进行拉伸、扩展，补充剩余部分，直至所述三维城市矢量目标模型被360度全部覆盖，也可获取较强真实感的三维电子地图，而且方法简单易行。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明一实施例提供的以街景为基础的三维地图建模的方法的步骤流程图；
[0026]图2为本发明另一实施例提供的以街景为基础的三维地图建模的方法的步骤流程图。
【具体实施方式】
[0027]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0028]请参考图1，本发明提供一种以街景为基础的三维地图建模的方法100，其包括下述步骤:
[0029]步骤S1:选取街景图像中目标对象的关键位置；
[0030]具体地，关键位置包括建筑物的边缘或拐点。
[0031 ] 可以理解，街景图像中包括建筑物、公园、公路等对象。在本实施例中，选取目标对象的关键位置，如可选取以建筑物作为目标对象，并选取建筑物的关键位置，如建筑物的边缘或拐点均可作为关键位置。[0032]步骤S2:将所述关键位置作为图像控制点，并对所述图像控制点进行编号；
[0033]具体地，编号的规则为关键位置名称+编号+控制点+编号。
[0034]例如，选取建筑物的边缘作为关键位置，对上述关键位置进行编号为:建筑物1+控制点1，建筑物1+控制点2等。可以理解，通过对控制点进行编号，可以区分不同对象及其特征点。
[0035]步骤S3:基于三维城市矢量目标模型，人工选取与所述关键位置相对应的位置作为目标控制点；
[0036]可以理解，在原有三维城市矢量目标模型中，选择与上述步骤中控制点各对应点位置(建筑物对应边缘、拐点等)作为目标控制点。如以建筑物的边缘作用图像控制点，则在三维城市矢量目标模型中选取相应的建筑物的边缘作为目标控制点。
[0037]步骤S4:以与所述图像控制点相同的编号对所述目标控制点进行编号；
[0038]可以理解，对目标控制点进行编号的规则类似于图像控制点的规则，如，对图像控制点编号为:建筑物1+控制点1，则相应的对目标控制点编号为:建筑物1+控制点I。
[0039]步骤S5:以相同编号的控制点为基础，将街景图像进行几何纠正，再投射、叠加到所述三维城市矢量目标模型上，完成多模型复合贴片；
[0040]具体地，在矢量三维模型上进行图像几何纠正及立体贴图，是图形图像处理的通用技术，以及图像与三维软件的常用功能。其基本原理包括:1、建立图像像点坐标(行、列号)和矢量模型对应点坐标间的映射关系，解求映射关系中的未知参数，根据映射关系对图像各像素坐标进行校正；2、对于目标控制点外未覆盖部分，采取图像内插。
[0041]可以理解，以相同编号控制点为基础，将图像控制点所在的街景图片投射、叠加到三维城市矢量目标模型上。
[0042]本发明以大规模、多目标、全方位的街景贴图取代以往单目标图像贴图，从而有效提升了城市三维贴图的效率。
[0043]步骤S6:变换其他角度，选择其他同一目标、不同角度的街景图像，重复上述步骤，直至所述三维城市矢量目标模型被360度全部覆盖。
[0044]本发明提供一种以街景为基础的三维地图建模的方法，该方法包括:选取街景图像中目标对象的关键位置；将所述关键位置作为图像控制点，并对所述图像控制点进行编号；基于三维城市矢量目标模型，选取与所述关键位置对应的位置作为目标控制点；以与所述图像控制点相同的编号对所述目标控制点进行编号；以相同编号的控制点为基础进行投影变换，将街景图像进行几何纠正，再投射、叠加到所述三维城市矢量目标模型上，完成多模型复合贴片；变换其他角度，选择其他同一目标、不同角度的街景图像，重复上述步骤，直至所述三维城市矢量目标模型被360度全部覆盖，从而形成该区域的真实感三维地图。本发明通过街景数据，获取整体城市景观图像，结合已有三维城市矢量模型，通过多对一的定位匹配及投影，生成所在全区域的三维电子地图，具有较强的真实感。
[0045]请参阅图2，图2为本发明另一实施例提供的以街景为基础的三维地图建模的方法的步骤流程图200。
[0046]步骤S1:选取街景图像中目标对象的关键位置；
[0047]具体地，关键位置包括建筑物的边缘或拐点。
[0048]可以理解，街景图像中包括建筑物、公园、公路等对象。在本实施例中，选取目标对象的关键位置，如可选取以建筑物作为目标对象，并选取建筑物的关键位置，如建筑物的边缘或拐点均可作为关键位置。
[0049]步骤S2:将所述关键位置作为图像控制点，并对所述图像控制点进行编号；
[0050]具体地，编号的规则为关键位置名称+编号+控制点+编号。
[0051]例如，选取建筑物的边缘作为关键位置，对上述关键位置进行编号为:建筑物1+控制点1，建筑物1+控制点2等。可以理解，通过对控制点进行编号，可以区分不同对象及其特征点。
[0052]步骤S3:基于三维城市矢量目标模型，人工选取与所述关键位置相对应的位置作为目标控制点；
[0053]可以理解，在原有三维城市矢量目标模型中，选择与上述步骤中控制点各对应点位置(建筑物对应边缘、拐点等)，作为目标控制点。如以建筑物的边缘作用图像控制点，则在三维城市矢量目标模型中选取相应的建筑物的边缘作为目标控制点。
[0054]步骤S4:以与所述图像控制点相同的编号对所述目标控制点进行编号；
[0055]可以理解，对目标控制点进行编号的规则类似于图像控制点的规则，如，对图像控制点编号为:建筑物1+控制点1，则相应的对目标控制点编号为:建筑物1+控制点I。
[0056]步骤S5:以相同编号控制点为基础，将街景图像进行几何纠正，再投射、叠加到所述三维城市矢量目标模型上，完成多模型复合贴片；
[0057]具体地，在矢量三维模型上进行图像几何纠正及立体贴图，是图形图像处理的通用技术，以及图像与三维软件的常用功能。其基本原理包括:1、建立图像像点坐标(行、列号)和矢量模型对应点坐标间的映射关系，解求映射关系中的未知参数，根据映射关系对图像各像素坐标进行校正；2、对于目标控制点外未覆盖部分，采取图像内插。
[0058]本发明以大规模、多目标、全方位的街景贴图取代以往单目标图像贴图，从而有效提升了城市三维贴图的效率。
[0059]可以理解，以相同编号控制点为基础，将图像控制点所在的街景图片投射、叠加到三维城市矢量目标模型上。
[0060]步骤S6:采用图像自动插值算法，将三维城市矢量目标模型上已被覆盖的图像贴图部分进行拉伸、扩展，补充剩余部分，直至所述三维城市矢量目标模型被360度全部覆
至JHL ο
[0061]另外，本发明提供一种以街景为基础的三维地图建模的方法，还可以在街景图像已经部分覆盖三维城市矢量目标模型前提下，采用图像自动插值算法，将三维城市矢量目标模型上已被覆盖的图像贴图部分进行拉伸、扩展，补充剩余部分，直至所述三维城市矢量目标模型被360度全部覆盖，也可获取较强真实感的三维电子地图，而且方法简单易行。
[0062]可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其他各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种以街景为基础的三维地图建模的方法，其特征在于，包括下述步骤: 步骤S1:选取街景图像中目标对象的关键位置； 步骤S2:将所述关键位置作为图像控制点，并对所述图像控制点进行编号； 步骤S3:基于三维城市矢量目标模型，人工选取与所述关键位置相对应的位置作为目标控制点； 步骤S4:以与所述图像控制点相同的编号对所述目标控制点进行编号； 步骤S5:以相同编号的控制点为基础，将街景图像进行几何纠正，再投射、叠加到所述三维城市矢量目标模型上，完成多模型复合贴片 '及 步骤S6:变换其他角度，选择其他同一目标、不同角度的街景图像，重复上述步骤，直至所述三维城市矢量目标模型被360度全部覆盖。
2.根据权利要求1所述的以街景为基础的三维地图建模的方法，其特征在于:其中，步骤SI中，所述关键位置包括建筑物的边缘或拐点。
3.根据权利要求1所述的以街景为基础的三维地图建模的方法，其特征在于:其中，步骤S2，所述编号的规则为所述关键位置名称+编号+控制点+编号。
4.一种以街景为基础的三维地图建模的方法，其特征在于，包括下述步骤: 步骤S1:选取街景图像中目标对象的关键位置； 步骤S2:将所述关键位置作为图像控制点，并对所述图像控制点进行编号； 步骤S3:基于三维城市矢量目标模型，人工选取与所述关键位置相对应的位置作为目标控制点； 步骤S4:以与所述图像控制点相同的编号对所述目标控制点进行编号； 步骤S5:以相同编号控制点为基础，将街景图像进行几何纠正，再投射、叠加到所述三维城市矢量目标模型上，完成多模型复合贴片 '及 步骤S6:采用图像自动插值算法，将三维城市矢量目标模型上已被覆盖的图像贴图部分进行拉伸、扩展，补充剩余部分，直至所述三维城市矢量目标模型被360度全部覆盖。
5.根据权利要求4所述的以街景为基础的三维地图建模的方法，其特征在于，其中，步骤SI中，所述关键位置包括建筑物的边缘或拐点。
6.根据权利要求4所述的以街景为基础的三维地图建模的方法，其特征在于，其中，步骤S2，所述编号的规则为所述关键位置名称+编号+控制点+编号。
【文档编号】G06T17/05GK103544734SQ201310474049
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】修文群 申请人:深圳先进技术研究院