CN102445701A - 一种基于方向传感器及地磁传感器的图像位置标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于方向传感器及地磁传感器的图像位置标定方法，其能以被拍摄物体的实际位置信息来标定图像，图像标定精确。其特征在于：其采用带有GPS定位装置的可拍照手机，手机设置有方向传感器和地磁传感器，其包括以下步骤：通过手机GPS定位装置读取手机拍摄时所在位置的纬度x、经度y和海拔高度z；然后通过手机方向传感器读取手机同水平方向的倾斜角α；并解析所拍图像文件头部的元信息区域，获得被拍摄物体上选取的对焦点同镜头之间的物距r；读取手机地磁传感器的数据得到手机的磁方位角，通过磁方位角得到真方位角β；通过已得到的拍摄位置的纬度x、经度y和海拔高度z、手机同水平方向的倾斜角α、物距r、以及真方位角β，分别计算被拍摄物体的海拔高度z’、纬度x’和经度y’；最后将被拍摄物体的海拔高度z’、纬度x’和经度y’替代在图像文件头部元信息区域GPS信息项中的拍摄地点的位置信息z、x和y。
Description
技术领域
本发明涉及一种图像标定方法，其涉及物联网在移动客户端的一种应用技术，具体为一种基于方向传感器及地磁传感器的图像位置标定方法。
背景技术
将地理位置信息添加进图像中是一种新的标定、检索图像的方式。例如，可以按照拍摄地点搜索图像，并且也可以制作出一个互动地图，不仅能显示出曾经游览过的地点，而且可以将沿途所拍摄的图像在地图上展示出来，而这些应用的实现必须要在所拍摄的图像中添加进地理位置信息。一般的，拍摄的图像文件的头部元信息区域中除了记录有拍摄光圈、快门、拍摄时间等拍摄数据之外，还可以写入拍摄地的地理位置信息，即拍摄地的纬度、经度和海拔高度信息，这些地理位置信息可以通过GPS接收装置获取。
目前，基于图像地理位置信息的最流行应用是网络分享，其是利用网上地理信息系统，将图像上传到网络空间的数字地球上，提供了一种全新的图像检索、欣赏、交流方式。通过此方式，可以随时随地用手机上传带有地理位置信息的图像、记录生活足迹、发表评论、与您的家人朋友及时分享和互动乐趣，使出游变的简单与富于乐趣。
然而，国内外的基于图像地理位置信息的应用都是使用拍摄地点的位置信息来标定图像的，并非使用被拍摄物体所在位置的位置信息标定图像。对于近景拍摄，拍摄地点与被拍摄物体位置的位置信息相差不大，被拍摄物体所的位置信息可以近似用拍摄地点的位置信息来估计。而对于远景拍摄，二者差别将会很大，在对图像位置信息精度要求很高的应用中，用拍摄地点位置信息来代替被拍摄物体的位置信息将会产生很大的偏差，影响应用的用户体验效果。
发明内容
针对在对图像位置信息精度要求很高的应用中，使用拍摄地点的位置信息来近似被拍摄物体的位置信息将会产生很大偏差这一问题，本发明提供了一种基于方向传感器及地磁传感器的图像位置标定方法，其能以被拍摄物体的实际位置信息来标定图像，图像标定精确。
其技术方案是这样的，其特征在于：其采用带有GPS定位装置的可拍照手机，所述手机设置有方向传感器和地磁传感器，其包括以下步骤：
（1）通过所述手机的GPS定位装置读取所述手机拍摄时所在位置的以向量表示的三维位置信息，即拍摄位置的纬度x、经度y和海拔高度z；
（2）然后通过所述手机方向传感器读取所述手机同水平方向的倾斜角α；
（3）解析所拍图像文件头部的元信息区域，从图像EXIF区域获得被拍摄物体上选取的对焦点同镜头之间的物距r；
（4）读取所述手机地磁传感器的数据得到手机同磁场北极的夹角，即磁方位角，通过所述磁方位角得到真方位角β；
（5）通过所述步骤（1）中得到的拍摄位置的纬度x、经度y和海拔高度z、步骤（2）获得的手机同水平方向的倾斜角α、以及步骤（3）中获得的物距r计算被拍摄物体的海拔高度z’；
（6）通过所述步骤（1）中得到的拍摄位置的纬度x、经度y和海拔高度z、步骤（2）获得的手机同水平方向的倾斜角α、所述步骤（3）中获得的物距r以及所述步骤（4）中获得的真方位角β，计算出被拍摄物体的纬度x’和经度y’；
（7）将所述步骤（5）、步骤（6）得到的所述被拍摄物体的海拔高度z’、纬度x’和经度y’替代在图像文件头部元信息区域GPS信息项中的拍摄地点的位置信息z、x和y。
其进一步特征在于：所述手机方向传感器的坐标系统中坐标原点为手机的左下角，其中：A方向为手机的水平方向，右向为正；B方向为手机平面内与A方向垂直的方向，前方为正；C方向为手机的空间垂直方向，天空方向为正，地球方向为负；
所述步骤（2）中手机同水平方向的倾斜角α为所述B方向与水平面的夹角；所述真方位角β为所述磁方位角与磁偏角的和，所述磁偏角为磁针静止时磁针所指北方与真正北方的夹角；所述步骤（5）中被拍摄物体的海拔高度z’=z+rsinα,所述rsinα为所述拍摄地点与被拍摄物体之间的海拔落差；所述步骤（6）中被拍摄物体的纬度x’=x+rcosαcosβ/c、经度y’=y+rcosαsinβ/v，其中c为纬线一度之间的距离、为常量，c≈111km，v为手机所在纬度下经线一度之间的距离、为变量，v=111.41328cos x’－0.09351cos3 x’＋0.00012cos5 x’。
相比于传统的以拍摄地点位置信息标定图像的方法，本发明方法的有益效果在于：其以被拍摄物体的实际位置信息标定图像，其图像标定更为精确，在后续以位置信息检索图像时，能更准确的检索出用户所需的图片，提高了检索效果。
附图说明
图1为本发明一种基于方向传感器及地磁传感器的图像位置标定方法的流程示意图；
图2为本发明方法中方向传感器坐标系统示意图；
图3为本发明方法中被拍摄物体海拔计算示意图；
图4为本发明方法中被拍摄物体经纬度计算示意图。
具体实施方式
见图1，本发明方法采用带有GPS定位装置的可拍照手机，所述手机还包括有方向传感器以及地磁传感器，包括以下步骤：
（1）通过手机GPS定位装置读取手机拍摄时所在位置的以向量表示的三维位置信息，即拍摄位置的纬度x、经度y和海拔高度z；
（2）通过手机方向传感器读取手机同水平方向的倾斜角α，其中手机方向传感器的坐标系统中坐标原点为手机的左下角，见图2，其中：A方向为手机的水平方向，右向为正；B方向为手机平面内与A方向垂直的方向，前方为正；C方向为手机的空间垂直方向，天空方向为正，地球方向为负，手机同水平方向的倾斜角α为所述B方向与水平面的夹角；
（3）解析所拍图像文件头部的元信息区域，从图像EXIF区域获得被拍摄物体上选取的对焦点同镜头之间的物距r；
（4）读取手机地磁传感器的数据得到手机同磁场北极的夹角，即磁方位角，通过所述磁方位角得到真方位角β；
（5）通过所述步骤（1）中得到的拍摄位置的纬度x、经度y和海拔高度z、步骤（2）获得的手机同水平方向的倾斜角α、以及步骤（3）中获得的物距r计算被拍摄物体的海拔高度z’=z+rsinα,见图3，其中rsinα为所述拍摄地点与被拍摄物体之间的海拔落差；
（6）通过所述步骤（1）中得到的拍摄位置的纬度x、经度y和海拔高度z、步骤（2）获得的手机同水平方向的倾斜角α、所述步骤（3）中获得的物距r以及所述步骤（4）中获得的真方位角β，计算出被拍摄物体的纬度x’=x+rcosαcosβ/c和经度y’= y+rcosαsinβ/v，见图4，图4中以手机拍摄地点为原点O，以经过该原点O的纬线方向X、经线方向Y以及重力方向Z做一坐标系，M点为被拍摄物位置，原点O至M点的距离即为物距r，物距r与XOY平面的夹角即为倾斜角α，则物距r在XOY平面的投影距离OM’为rcosα, 物距r在XOY平面的投影距离OM’与经线方向的夹角即为真方位角β，被拍摄物位置M点针对拍摄位置O点在纬线方向上的距离变化量为rcosαsinβ、在经线方向上的距离变化量为rcosαcosβ，由此可得被拍摄物位置M点与拍摄位置O点的相对纬度变化为rcosαcosβ/c、相对经度变化为rcosαsinβ/v，其中c为纬线一度之间的距离，v为经线一度之间的距离，则被拍摄物位置M点的实际纬度x’= x+rcosαcosβ/c、实际经度y’= y+rcosαsinβ/v；其中c为常量，约为111Km，v为变量、其在不同的纬度距离不同，v=111.41328cos x’－0.09351cos3 x’＋0.00012cos5 x’。
（7）将步骤（5）、步骤（6）得到的被拍摄物体的海拔高度z’、纬度x’和经度y’替代在图像文件头部元信息区域GPS信息项中的拍摄地点的位置信息z、x、y即完成图像位置的标定。
Claims (6)
1.一种基于方向传感器及地磁传感器的图像位置标定方法，其特征在于：其采用带有GPS定位装置的可拍照手机，所述手机设置有方向传感器和地磁传感器，其包括以下步骤：
（1）通过所述手机的GPS定位装置读取所述手机拍摄时所在位置的以向量表示的三维位置信息，即拍摄位置的纬度x、经度y和海拔高度z；
（2）然后通过所述手机方向传感器读取所述手机同水平方向的倾斜角α；
（3）解析所拍图像文件头部的元信息区域，从图像EXIF区域获得被拍摄物体上选取的对焦点同镜头之间的物距r；
（4）读取所述手机地磁传感器的数据得到手机同磁场北极的夹角，即磁方位角，通过所述磁方位角得到真方位角β；
（5）通过所述步骤（1）中得到的拍摄位置的纬度x、经度y和海拔高度z、步骤（2）获得的手机同水平方向的倾斜角α、以及步骤（3）中获得的物距r计算被拍摄物体的海拔高度z’；
（6）通过所述步骤（1）中得到的拍摄位置的纬度x、经度y和海拔高度z、步骤（2）获得的手机同水平方向的倾斜角α、所述步骤（3）中获得的物距r以及所述步骤（4）中获得的真方位角β，计算出被拍摄物体的纬度x’和经度y’；
（7）将所述步骤（5）、步骤（6）得到的所述被拍摄物体的海拔高度z’、纬度x’和经度y’替代在图像文件头部元信息区域GPS信息项中的拍摄地点的位置信息z、x和y。
2.根据权利要求1的一种基于方向传感器及地磁传感器的图像位置标定方法，其特征在于：所述手机方向传感器的坐标系统中坐标原点为手机的左下角，其中：A方向为手机的水平方向，右向为正；B方向为手机平面内与A方向垂直的方向，前方为正；C方向为手机的空间垂直方向，天空方向为正，地球方向为负。
3.根据权利要求2的一种基于方向传感器及地磁传感器的图像位置标定方法，其特征在于：所述步骤（2）中手机同水平方向的倾斜角α为所述B方向与水平面的夹角。
4.根据权利要求1的一种基于方向传感器及地磁传感器的图像位置标定方法，其特征在于：所述真方位角β为所述磁方位角与磁偏角的和，所述磁偏角为磁针静止时磁针所指北方与真正北方的夹角。
5.根据权利要求1的一种基于方向传感器及地磁传感器的图像位置标定方法，其特征在于：所述步骤（5）中被拍摄物体的海拔高度z’=z+rsinα,所述rsinα为所述拍摄地点与被拍摄物体之间的海拔落差。
6.根据权利要求1的一种基于方向传感器及地磁传感器的图像位置标定方法，其特征在于：所述步骤（6）中被拍摄物体的纬度x’=x+rcosαcosβ/c、经度y’=y+rcosαsinβ/v，其中c为纬线一度之间的距离、为常量，c≈111km，v为所述手机所在纬度下经线一度之间的距离、为变量，v=111.41328cos x’－0.09351cos3 x’＋0.00012cos5 x’。
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|---|---|
| CN (1) | CN102445701A (zh) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102829755A (zh) * | 2012-08-27 | 2012-12-19 | 西安煤航信息产业有限公司 | 基于激光测距仪的快速测量方法 |
| CN103354607A (zh) * | 2013-04-15 | 2013-10-16 | 周劲峰 | 摄像机 |
| CN105306890A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-02-03 | 中国科学院成都生物研究所 | 一种基于多模态信息的图像处理方法及生态相机伴侣系统 |
| CN106846311A (zh) * | 2017-01-21 | 2017-06-13 | 吴东辉 | 基于图像识别的定位及ar方法及系统及应用 |
| CN107291717A (zh) * | 2016-03-30 | 2017-10-24 | 高德软件有限公司 | 确定兴趣点的位置的方法及装置 |
| CN107291721A (zh) * | 2016-03-30 | 2017-10-24 | 高德软件有限公司 | 一种兴趣点的信息采集与处理方法、装置及系统 |
| CN109284264A (zh) * | 2012-09-16 | 2019-01-29 | 吴东辉 | 一种图像文件格式及生成方法及装置及应用 |
| CN110023715A (zh) * | 2016-12-09 | 2019-07-16 | 三菱电机大楼技术服务株式会社 | 工程照片管理系统 |
| CN111386440A (zh) * | 2017-11-22 | 2020-07-07 | Vc株式会社 | 测距设备及其控制方法 |
| CN111425183A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-07-17 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种地质勘探孔位定位方法及定位机器人 |
| CN112584106A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-30 | 金祺创（北京）技术有限公司 | 一种无人机录制视频定位方法 |
| CN112616015A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-06 | 金祺创（北京）技术有限公司 | 一种无人机拍摄图片定位方法 |
| CN114460530A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-05-10 | 京信通信技术(广州)有限公司 | 天线测向装置及方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101729765A (zh) * | 2008-10-21 | 2010-06-09 | 华晶科技股份有限公司 | 提供被摄物gps坐标的摄像装置与侦测被摄物gps坐标的方法 |
| CN101867730A (zh) * | 2010-06-09 | 2010-10-20 | 马明 | 一种基于用户轨迹的多媒体合成方法 |
-
2011
- 2011-09-02 CN CN201110258046XA patent/CN102445701A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101729765A (zh) * | 2008-10-21 | 2010-06-09 | 华晶科技股份有限公司 | 提供被摄物gps坐标的摄像装置与侦测被摄物gps坐标的方法 |
| CN101867730A (zh) * | 2010-06-09 | 2010-10-20 | 马明 | 一种基于用户轨迹的多媒体合成方法 |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102829755A (zh) * | 2012-08-27 | 2012-12-19 | 西安煤航信息产业有限公司 | 基于激光测距仪的快速测量方法 |
| CN109284264B (zh) * | 2012-09-16 | 2021-10-29 | 吴东辉 | 一种图像文件格式及生成方法及装置及应用 |
| CN109284264A (zh) * | 2012-09-16 | 2019-01-29 | 吴东辉 | 一种图像文件格式及生成方法及装置及应用 |
| CN103354607A (zh) * | 2013-04-15 | 2013-10-16 | 周劲峰 | 摄像机 |
| CN105306890A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-02-03 | 中国科学院成都生物研究所 | 一种基于多模态信息的图像处理方法及生态相机伴侣系统 |
| CN107291717A (zh) * | 2016-03-30 | 2017-10-24 | 高德软件有限公司 | 确定兴趣点的位置的方法及装置 |
| CN107291721A (zh) * | 2016-03-30 | 2017-10-24 | 高德软件有限公司 | 一种兴趣点的信息采集与处理方法、装置及系统 |
| CN110023715A (zh) * | 2016-12-09 | 2019-07-16 | 三菱电机大楼技术服务株式会社 | 工程照片管理系统 |
| CN106846311A (zh) * | 2017-01-21 | 2017-06-13 | 吴东辉 | 基于图像识别的定位及ar方法及系统及应用 |
| CN106846311B (zh) * | 2017-01-21 | 2023-10-13 | 吴东辉 | 基于图像识别的定位及ar方法及系统及应用 |
| CN111386440A (zh) * | 2017-11-22 | 2020-07-07 | Vc株式会社 | 测距设备及其控制方法 |
| CN111386440B (zh) * | 2017-11-22 | 2021-10-08 | Vc株式会社 | 测距设备及其控制方法 |
| US11378384B2 (en) | 2017-11-22 | 2022-07-05 | Vc Inc. | Distance measurement apparatus and control method therefor |
| CN111425183A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-07-17 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种地质勘探孔位定位方法及定位机器人 |
| CN111425183B (zh) * | 2020-02-24 | 2023-12-08 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种地质勘探孔位定位方法及定位机器人 |
| CN112616015A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-06 | 金祺创（北京）技术有限公司 | 一种无人机拍摄图片定位方法 |
| CN112584106A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-30 | 金祺创（北京）技术有限公司 | 一种无人机录制视频定位方法 |
| CN114460530A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-05-10 | 京信通信技术(广州)有限公司 | 天线测向装置及方法 |
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