CN106998434A - 一种移动视频轨迹在电子地图中与视频播放同步显示的方法 - Google Patents

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赵海强
刘锋
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Abstract

本发明公开了一种移动视频轨迹在电子地图中与视频播放同步显示的方法，在拍摄视频内容的同时以一定的采样频率获取包括坐标和高程数据的GPS移动轨迹信息和包括与航拍镜头刚性固连的IMU(机载惯性测量单元)姿态数据，联合解算GPS数据和IMU(机载惯性测量单元)数据以确定影像中心的实地位置坐标；建立位置序列与视频帧序列的索引关系，并利用这种索引关系确定剪辑后的视频与位置信息间的映射，得到位置标记序列；依据位置标记序列录制显示视频场景移动轨迹的标记视频，并将标记视频嵌入播放视频中同步播放。实现了在播放拍摄视频内容的同时在电子地图上显示视移动视频轨迹。

Description

一种移动视频轨迹在电子地图中与视频播放同步显示的方法
技术领域
本发明涉及轨迹显示方法，尤其涉及一种移动视频轨迹在电子地图与视频播放同步显示的方法。
背景技术
目前，基于移动载体的视频拍摄应用越来越多，有卫星拍摄、无人机航拍、行车记录等，其中尤以无人机航拍和行车记录在愈发广泛的范围内得到应用，当前这两种拍摄方式尤其是无人机航拍的视频成果通常是依靠人眼识别具体位置。这是由于无人机航拍获取的视频成果具有拍摄点多且跨度大、覆盖范围广、拍摄场景和移动路径变化快、镜头距离地面远的特点，而GPS定位只能解决载体和镜头的定位，故而，移动载体拍摄的视频成果通常是依靠人眼识别具体位置。
但是，正是由于移动载体的视频成果具覆盖范围广、镜头距离地面远的特点，也会因为视频拍摄角度区别于观看者日常观察角度导致观看者难以识别具体位置，对此，则需要将视频场景位置嵌入电子地图以帮助观看者识别视频场景位置。然而，现有电子地图的卫星导航定位只获取移动载体（包括飞机、汽车、轮船等）的位置，无法获取场景中心点的坐标，这对于远距离的航拍视频依旧无法确定拍摄场景的位置，故而，人们需要一种在播放视频内容的同时可在电子地图上显示移动轨迹的视频，以帮助观看者更好的了解视频内容。
发明内容
本发明提供了一种移动视频轨迹在电子地图中与视频播放同步显示的方法，解决了目前移动载体拍摄的视频无法确定视频场景位置的问题，实现了在播放拍摄视频内容的同时在电子地图上显示视移动视频轨迹。
本发明所述一种移动视频轨迹在电子地图中与视频播放同步显示的方法，包括以下步骤：
S1：记录移动拍摄规程中的GPS移动轨迹、镜头姿态数据以及视频成果；
S2：按照GPS采样间隔，获取固定时间间隔的采样视频帧；
S3：从GPS、IMU(机载惯性测量单元)设备的回放数据中得到包含GPS数据和IMU(机载惯性测量单元)数据的同步视频帧坐标文件；
S4：根据视频帧坐标文件解算出采样视频帧影像中心的实地位置坐标；
S5：将解算得到的采样视频帧影像中心点位置与原始视频帧序列进行索引关联；
S6：对原始视频序列进行视频裁剪与重排，得到多场景重排的播放视频序列，并对采样视频帧中心点的地理位置进行标记，形成位置标记序列；
S7：将对应的位置标记序列在电子地图中进行点位标记，并实时录制；
S8：将步骤S7中得到的电子地图位置标记视频嵌入播放视频序列中进行同步播放。
本发明所述一种移动视频轨迹在电子地图中与视频播放同步显示的方法，在拍摄视频内容的同时以一定的采样频率获取包括坐标和高程数据的GPS移动轨迹信息和包括与航拍镜头刚性固连的IMU(机载惯性测量单元)姿态数据，联合解算GPS数据和IMU(机载惯性测量单元)数据以确定影像中心的实地位置坐标；建立位置序列与视频帧序列的索引关系，并利用这种索引关系确定剪辑后的视频与位置信息间的映射，得到位置标记序列；依据位置标记序列录制显示视频场景移动轨迹的标记视频，并将标记视频嵌入播放视频中同步播放。实现了在播放拍摄视频内容的同时在电子地图上显示移动视频轨迹。本发明解决了目前移动载体拍摄的视频无法确定视频场景位置的问题，移动视频的轨迹同时在电子地图和视频播放中显示，观看者即可通过视频了解实地景况又可通过电子地图确定位置信息，可以使观看者准确感知视频所体现的位置，既具有视频播放还原度高的优点又具有地图显示准确度高的优点，给观看者带来更好的感观体验。
另外，本发明还具有另一个显著优点，由于本发明中以位置标记序列为依据在电子地图中进行点位标记和实时录制，故而，本发明支持不同视频场景的合成。即，在可以将多个视频的拍摄内容剪辑为同一视频合集再对采样视频帧中心点的地理位置进行标记，形成位置标记序列，利用位置标记序列制作可显示移动视频轨迹的电子地图位置标记视频，则实现在一个视频合集中显示多场景视频内容和轨迹。该种方法大大去除了视频中的无用帧序列，在压缩视频长度，提高视频质量，精炼视频内容的同时保证了移动视频轨迹的显示，是一种支持视频编辑的移动视频轨迹在电子地图中与视频播放同步显示的方法。
附图说明
图1为一种移动视频轨迹在电子地图中与视频播放同步显示的方法工作流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种移动视频轨迹在电子地图中与视频播放同步显示的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：记录移动拍摄规程中的GPS移动轨迹、镜头姿态数据以及视频成果；S2：按照GPS采样间隔，获取固定时间间隔的采样视频帧；S3：从GPS、IMU(机载惯性测量单元)设备的回放数据中得到包含GPS数据和IMU(机载惯性测量单元)数据的同步视频帧坐标文件；S4：根据视频帧坐标文件解算出采样视频帧影像中心的实地位置坐标；S5：将解算得到的采样视频帧影像中心点位置与原始视频帧序列进行索引关联；S6：对原始视频序列进行视频裁剪与重排，得到多场景重排的播放视频序列，并对采样视频帧中心点的地理位置进行标记，形成位置标记序列；S7：将对应的位置标记序列在电子地图中进行点位标记，并实时录制；S8：将步骤S7中得到的电子地图位置标记视频嵌入播放视频序列中进行同步播放。其中步骤S1所述GPS移动轨迹包括坐标与高程信息；所述镜头姿态数据包括与航拍镜头刚性固连的IMU(机载惯性测量单元)姿态数据；所述视频成果包括视频和时间信息。
本发明步骤S4包括以下步骤：S41：解析视频帧坐标文件中的GPS数据与IMU(机载惯性测量单元)数据得到每采样间隔的视频帧影像中心的位置及姿态数据；S42：算出每采样间隔的视频帧影像中心位置的六个外方位元素；S43：利用法线方程推算影像中心位置所对应的实地场景用户坐标。
本发明步骤S7包括以下步骤：S71：将步骤S6得到的位置标记序列对应到电子地图，并将坐标数据进行映射；S72：以固定时间间隔对电子地图中点位标记的时间进行约定，并进行实时录制。其中步骤S72所述的固定时间间隔为位置标记序列与播放视频序列的固定时间间隔。
移动摄影载体包含的有移动DV、车载行车记录仪以及目前火热的低空无人机航摄，移动DV和车载行车记录仪相似都为地面近景拍摄，本实施例以无人机载体进行阐述。GPS以1秒为采样间隔，由此时间间隔进行视频序列采样，提取对应于GPS数据的帧影像；通过摄影载体携带的位置、姿态装置，将记录的视频帧序列坐标姿态数据进行提取；GPS数据与IMU(机载惯性测量单元)数据通过回放记录进行搜索获取，得到每秒采样间隔的视频帧影像中心的位置及姿态数据，算出每采样间隔的视频帧影像中心位置的六个外方位元素，通过法线方程推算影像中心位置所对应的实地场景中心点坐标；计算出所有采样视频帧所对应的实地场景中心点位置，并与原始视频序列进行关联，建立相关索引，得到所有原始视频序列的位置序列；由于原始视频序列并不是所有视频都为有用序列，再后期视频制作过程，对兴趣序列进行裁切同时对相应的采样影像位置进行标记，将多场景视频序列进行重新排列形成一个完成视频集，此时由于对采样影像以做标记，通过建立的索引关系，得到重排后的位置序列，即形成位置标记序列；由得到的位置标记序列，对应到电子地图，将坐标数据进行映射，由于位置标记序列与重排视频的固定时间间隔的对应关系，以此对电子地图中点位标记的时间进行了约定，并进行实时录制；由得到了与重排视频同步播放的电子地图位置标记播放文件，通过软件将两者进行叠加，并进行同屏显示。

Claims (5)

1.一种移动视频轨迹在电子地图中与视频播放同步显示的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：记录移动拍摄规程中的GPS移动轨迹、镜头姿态数据以及视频成果；
S2：按照GPS采样间隔，获取固定时间间隔的采样视频帧；
S3：从GPS、IMU(机载惯性测量单元)设备的回放数据中得到包含GPS数据和IMU(机载惯性测量单元)数据的同步视频帧坐标文件；
S4：根据视频帧坐标文件解算出采样视频帧影像中心的实地位置坐标；
S5：将解算得到的采样视频帧影像中心点位置与原始视频帧序列进行索引关联；
S6：对原始视频序列进行视频裁剪与重排，得到多场景重排的播放视频序列，并对采样视频帧中心点的地理位置进行标记，形成位置标记序列；
S7：将对应的位置标记序列在电子地图中进行点位标记，并实时录制；
S8：将步骤S7中得到的电子地图位置标记视频嵌入播放视频序列中进行同步播放。
2.根据权利要求1所述的一种移动视频轨迹在电子地图中与视频播放同步显示的方法，其特征在于，步骤S1所述GPS移动轨迹包括坐标与高程信息；所述镜头姿态数据包括与航拍镜头刚性固连的IMU(机载惯性测量单元)姿态数据；所述视频成果包括视频和时间信息。
3.根据权利要求1所述的一种移动视频轨迹在电子地图中与视频播放同步显示的方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：
S41：解析视频帧坐标文件中的GPS数据与IMU(机载惯性测量单元)数据得到每采样间隔的视频帧影像中心的位置及姿态数据；
S42：算出每采样间隔的视频帧影像中心位置的六个外方位元素；
S43：利用法线方程推算影像中心位置所对应的实地场景用户坐标。
4.根据权利要求1所述的一种移动视频轨迹在电子地图中与视频播放同步显示的方法，其特征在于，所述步骤S7包括以下步骤：
S71：将步骤S6得到的位置标记序列对应到电子地图，并将坐标数据进行映射；
S72：以固定时间间隔对电子地图中点位标记的时间进行约定，并进行实时录制。
5.根据权利要求4所述的一种移动视频轨迹在电子地图中与视频播放同步显示的方法，其特征在于，步骤S72所述的固定时间间隔为位置标记序列与播放视频序列的固定时间间隔。
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