CN103761274A - 以全景摄像机对街景数据库进行更新的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以全景摄像机对街景数据库进行更新的方法，包括如下步骤：（1）选择全景摄像机作为街景数据源，测量所选择全景摄像机的地理位置及拍摄角度，并在电子地图上进行定位；（2）选择所述全景摄像机拍摄的任一时段的街景视频，并截取其中的关键帧；（3）将所截取的关键帧的俯视鱼眼图像展开，拼接成适合人眼的正视全景视图；（4）将所述全景视图按照拍摄的地理位置及拍摄角度，投影到电子地图的相应位置的全景坐标系上，形成全景地图。本发明通过全景摄像机作为数据源，具有实时性及准确性，且更新成本及维护成本低廉。

Description

以全景摄像机对街景数据库进行更新的方法

【技术领域】

本发明属于电子地图技术领域，具体涉及一种以全景摄像机对街景数据库进行更新的方法。

【背景技术】

街景已成为电子地图的通用技术，但街景数据库需要服务商大规模全方位进行数据采集，数据更新周期漫长，数据缺乏实时性，更新成本高。尤其是以大型采景车或卫星进行街景采集时，由于拍摄角度或天气等原因，并不一定能够提供最优的、或者最贴近使用者实际观察的角度。

另一方面，由于全景摄像机已遍布城市的各个角落，可以周期性采集路口的360度街景，具有更新数据块、地理位置准确等优势，具备了构成街景数据库的最佳数据来源的技术基础。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供一种以全景摄像机对街景数据库进行更新的方法，可以利用城市中已有的全景摄像机资源，且维护与更新比较方便、成本低。

本发明的以全景摄像机对街景数据库进行更新的方法，包括如下步骤：（1）选择全景摄像机作为街景数据源，测量所选择全景摄像机的地理位置及拍摄角度，并在电子地图上进行定位；（2）选择所述全景摄像机拍摄的任一时段的街景视频，并截取其中的关键帧；（3）将所截取的关键帧的俯视鱼眼图像展开，拼接成适合人眼的正视全景视图；（4）将所述全景视图按照拍摄的地理位置及拍摄角度，投影到电子地图的相应位置上，形成全景地图。

优选地，所述全景摄像机包括由公安、商铺、景点、住宅小区已有的全景监控摄像机及街景服务商自行安装的全景监控摄像机中的一种或多种。

优选地，步骤（3）的展开及拼接的还包括：（3.1）将所述俯视鱼眼图展开为多个平面；（3.2）根据拍摄角度对所述多个平面进行纠正，形成多个正视图；（3.3）将纠正后的多个正视图进行拼接，形成正视全景视图。

本发明的以全景摄像机对街景数据库进行更新的方法，包括如下步骤：（1）在电子地图上选择街景数据取景的地理位置，并在该处安装全景摄像机作为街景数据源，记录所述地理位置及拍摄角度；（2）选择所述全景摄像机拍摄的任一时段的街景视频，并截取其中的关键帧；（3）将所截取的关键帧的俯视鱼眼图像展开，拼接成适合人眼的正视全景视图；（4）将所述全景视图按照所述地理位置及拍摄角度，投影到相应位置的电子地图的相应位置上，形成全景地图。

优选地，步骤（3）的展开及拼接的还包括：（3.1）将所述俯视鱼眼图展开为多个平面；（3.2）根据拍摄角度对所述多个平面进行纠正，形成多个正视图；（3.3）将纠正后的多个正视图进行拼接，形成正视全景视图。

本发明通过全景摄像机对街景数据库中进行更新与优化，具有实时性与准确性，且实现的方式简单，维护及更新成本低廉。

【附图说明】

图1是本发明中以全景摄像机对街景数据库进行更新的方法的流程图。

图2是本发明中全景图片转化成平面视图的流程示例图。

图3A与图3B是本发明中俯视图与正视图的对比示例图。

图4是本发明中以全景摄像机对街景数据库进行更新的又一方法的流程图。

【具体实施方式】

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的保护范围并不限于此。

在本发明中，提供两种实施例，实施例1中，是利用已有的全景摄像机，通过安装软件进行视频资源的采集与共享，并将该全景摄像机的地理位置及拍摄角度等向街景运营商进行反馈；实施例2中，是在更新较为频繁或无法共用已有全景摄像机的情况下，由街景运营商在街景数据库中进行分析，选择较佳的地理位置，并在该位置安装全景摄像机。具体实施步骤如下：

实施例1

请参阅图1，所示为本发明中以全景摄像机对街景数据库进行更新的方法，主要包括如下步骤：

在步骤S110中，选择全景摄像机作为街景数据源，测量所选择全景摄像机的地理位置及拍摄角度，并在电子地图上进行定位。

其中，全景摄像机即包括由公安、商铺、景点、住宅小区等已有的全景监控摄像机，也包括街景服务商自行安装的全景监控摄像机。其中，利用已有的全景摄像机，既可以占据较好的地理位置，又可以适当节省维护的费用。

在本实施方式中，地理位置，即（经度、纬度），用以与电子地图中的经纬度对应。

测量拍摄角度，主要是考虑到用于城市监控的全景摄像机大多采取从上到下的角度采集图像，而街景地图上的图像显示则是以人眼的角度采集图像，需要记录下全景摄像机的拍摄角度，用作后续的视觉图像矫正。

在步骤S120中，选择任一时段街景视频，截取其中关键帧作为街景图片；

任一时段的选择，可以是随机的，也可以是当前街景最具代表性的时段，如晚10:00的夜色下灯光如织，晚6:00下班时段的车水马龙等。

在步骤S130中，将所截取的关键帧的俯视鱼眼图像展开，拼接成适合人眼的正视全景视图。

全景摄像机的原理是依据仿生学（鱼眼结构），采用物理光学的球面镜透射加反射原理，将水平360度，垂直180度的信息成像，再采用软件进行转换，以人眼习惯的方式展现出来。

在步骤S140中，将所述全景图像按照拍摄的地理位置及拍摄角度，投影到相应位置的电子地图上，形成该区域的全景地图。

请参阅图2，所示为步骤S130中，俯视鱼眼图像展开，拼接成适合人眼的全景视图的具体流程图。

在步骤S131中，将所述俯视鱼眼图展开为多个平面。

该部分的转换工作可以使用现有的软件完成，以普通鱼眼镜头为例，其组成的360度摄像机软件处理的基本流程包括：

(1)截取一张360度全景图片，并将其进行分块，如2块或4块等；

(2)截取分块后的图像；

(3)转换坐标，得到多个适合人眼观看的平面全景图。

各全景摄像机的处理原理类似，此处详情不再赘述。

在步骤S132中，根据拍摄角度对所述多个平面进行纠正，形成多个正视图。

城市监控摄像机一般采取从上到下具有一定俯角的姿态安装摄像机，因此拍摄图像的视角不符合街景地图中的视角。

为了修正因为摄像机安装位置产生的视觉错位，需要对根据拍摄角度对图像进行纠正，使其符合人的观察角度。本实施方式中采用平面图像单应性变换来矫正生成的图像，即，使用单应性矩阵对平面展开后的图像进行单应变换，矫正因相机姿态产生的视角错位。具体方法如下所述：

（1）在相机固定的姿态下，获得俯视图像到正面图像转换的单应性矩阵；

以图3A与图3B为例，所示为本发明中俯视图与正视图的对比示例图，用于求解单应性矩阵。根据相机俯角状态下采集的图像，人工的选择景物中规则图像的4个点，如图3A中的4个点；然后再选择正面视角下的4个点，如图3B所示；根据机器视觉原理，由4对点的对应就可以得到图像变换的单应性矩阵H。

f(u',v')为视角矫正后的图像，f(u,v)为视角矫正前的图像，则矫正前后的图像坐标有如下关系：

$\left(\begin{array}{c}{u}^{\′}\\ v^{\′}\\ 1\end{array}\right)=H\left(\begin{array}{c}u\\ v\\ 1\end{array}\right)$

（2）生成正面视角下的图像；

将展开的各平面代入上式中的矫正前的图像，即可得到各平面的矫正后图像，即，正面视角下的图像。

在步骤S133中，将纠正后的多个正视图进行拼接，形成正视全景视图。即，按照展开时的图像序列进行拼接。

实施例2

请参阅图4，所示为本发明中以全景摄像机对街景数据库进行更新的方法，主要包括如下步骤：

在步骤S410中，在电子地图上选择街景数据取景的地理位置，并在该处安装全景摄像机作为街景数据源，记录所述地理位置及拍摄角度；

在本实施方式中，地理位置，即（经度、纬度），用以与电子地图中的经纬度对应。拍摄角度，用作后续的视觉图像矫正。

在步骤S420中，选择所述全景摄像机拍摄的任一时段的街景视频，并截取其中的关键帧。

在步骤S430，将所截取的关键帧的俯视鱼眼图像展开，拼接成适合人眼的全正视景视图。

在本实施方式中，展开及拼接的过程同实施例1的步骤S103，此处不在赘述。

在步骤S440，将所述全景视图按照所述地理位置及拍摄角度，投影到相应位置的电子地图的相应位置上，形成全景地图。

本发明通过街头的全景监控摄像机，周期性采集路口的全景视频，提取其中关键帧图像，按照其地理位置与角度，匹配到相关地理位置的街景球形坐标系中，具有实时性及准确性，且更新成本低。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种以全景摄像机对街景数据库进行更新的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）选择全景摄像机作为街景数据源，测量所选择全景摄像机的地理位置及拍摄角度，并在电子地图上进行定位；

（2）选择所述全景摄像机拍摄的任一时段的街景视频，并截取其中的关键帧；

（3）将所截取的关键帧的俯视鱼眼图像展开，拼接成适合人眼的正视全景视图；

（4）将所述全景视图按照拍摄的地理位置及拍摄角度，投影到电子地图的相应位置上，形成全景地图。

2.如权利要求1所述的以全景摄像机对街景数据库进行更新的方法，其特征在于，所述全景摄像机包括由公安、商铺、景点、住宅小区已有的全景监控摄像机及街景服务商自行安装的全景监控摄像机中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的以全景摄像机对街景数据库进行更新的方法，其特征在于，步骤（3）的展开及拼接的还包括：

（3.1）将所述俯视鱼眼图展开为多个平面；

（3.2）根据拍摄角度对所述多个平面进行纠正，形成多个正视图；

（3.3）将纠正后的多个正视图进行拼接，形成正视全景视图。

4.一种以全景摄像机对街景数据库进行更新的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在电子地图上选择街景数据取景的地理位置，并在该处安装全景摄像机作为街景数据源，记录所述地理位置及拍摄角度；

（2）选择所述全景摄像机拍摄的任一时段的街景视频，并截取其中的关键帧；

（3）将所截取的关键帧的俯视鱼眼图像展开，拼接成适合人眼的正视全景视图；

（4）将所述全景视图按照所述地理位置及拍摄角度，投影到相应位置的电子地图的相应位置上，形成全景地图。

5.如权利要求4所述的以全景摄像机对街景数据库进行更新的方法，其特征在于，步骤（3）的展开及拼接的还包括：

（3.1）将所述俯视鱼眼图展开为多个平面；

（3.2）根据拍摄角度对所述多个平面进行纠正，形成多个正视图；

（3.3）将纠正后的多个正视图进行拼接，形成正视全景视图。

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