CN108364333B - 基于多方向摄影拟合俯视图的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于多方向摄影拟合俯视图的方法及装置，该方法包括：获取待测水平面的360度方向间隔预设固定角度拍摄的多张待处理图像；对每张待处理图像进行透视变换处理，得到对应的俯视图；根据俯视图对应的待处理图像的拍摄方向以及预设固定角度对每张俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图；将多张裁剪后的俯视图按照预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到待测水平面的俯视图。本发明实施例中得到俯视图的方法，只要获取待测水平面的360度方向的多张待处理图像即可，然后对该多张待处理图像进行处理，得到待测水平面的俯视图，该方法的可操作性强，通用性好，过程简单，缓解了现有技术中的方法可操作性差，通用性差的技术问题。

Description

基于多方向摄影拟合俯视图的方法及装置

技术领域

本发明涉及图像数据处理的技术领域，尤其是涉及一种基于多方向摄影拟合俯视图的方法及装置。

背景技术

在交通事故现场进行取证时，需要获取事故现场的俯视图，以进行距离测量，帮助交警进行事故现场还原。

现阶段的俯视图一般是由无人机或者专业人员高空作业得到。无人机的飞行要依靠专业飞手、并且受天气(比如雨、雪、雷电、大风)的制约，而直接高空作业受限于地形环境因素不易实施、并且高空作业人员要承担较高的风险。

综上，现有技术中获取俯视图的方法可操作性差，通用性差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于多方向摄影拟合俯视图的方法及装置，以缓解现有技术中获取俯视图的方法可操作性差，通用性差的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于多方向摄影拟合俯视图的方法，所述方法包括：

获取待测水平面的360度方向间隔预设固定角度拍摄的多张待处理图像，其中，所述预设固定角度为能够被360度整除的角度，每张待处理图像中包括：基准图像，四个预先标定的特征点；

对每张待处理图像进行透视变换处理，得到对应的俯视图，其中，所述四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标已知；

根据所述俯视图对应的待处理图像的拍摄方向以及所述预设固定角度对每张俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图；

将多张裁剪后的俯视图按照所述预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到所述待测水平面的俯视图。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，在得到所述待测水平面的俯视图后，所述方法还包括：

确定每个像素点在所述待测水平面的俯视图中代表的距离；

确定所述待处理图像中待测距离所包含的像素点数；

基于所述距离和所述像素点数计算所述待测距离在所述待测水平面的俯视图中所表示的长度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，对每张待处理图像进行透视变换处理，得到对应的俯视图包括：

获取目标待处理图像，其中，所述目标待处理图像为所述多张待处理图像中的任一张；

获取所述目标待处理图像中四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标，其中，所述四个预先标定的特征点为用户预先对所述目标待处理图像对应的待测水平面进行标记得到的点；

识别所述目标待处理图像中的四个预先标定的特征点；

确定所述四个预先标定的特征点基于所述目标待处理图像的坐标；

根据所述四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标和所述四个预先标定的特征点基于所述目标待处理图像的坐标计算透视变换矩阵，其中，所述透视变换矩阵用于将所述目标待处理图像转换为对应的俯视图；

根据所述透视变换矩阵对所述目标待处理图像进行处理，得到对应的俯视图。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，根据所述俯视图对应的待处理图像的拍摄方向以及所述预设固定角度对每张俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图包括：

确定第一裁剪线和第二裁剪线，其中，所述第一裁剪线为以拍摄点为圆心，将所述拍摄方向左偏预设角度所对应的方向线，所述第二裁剪线为以所述拍摄点为圆心，将所述拍摄方向右偏所述预设角度所对应的方向线，所述预设角度的大小为所述预设固定角度的大小的一半，所述第一裁剪线和所述第二裁剪线之间的夹角大小等于所述预设固定角度的大小；

沿着所述第一裁剪线和所述第二裁剪线对对应的俯视图进行裁剪，得到所述裁剪后的俯视图。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，将多张裁剪后的俯视图按照所述预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到所述待测水平面的俯视图包括：

确定所述多张待处理图像的排列顺序；

确定所述多张待处理图像与所述多张裁剪后的俯视图的对应关系；

根据所述多张待处理图像的排列顺序以及所述对应关系按照所述预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到所述待测水平面的俯视图。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于多方向摄影拟合俯视图的装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取待测水平面的360度方向间隔预设固定角度拍摄的多张待处理图像，其中，所述预设固定角度为能够被360度整除的角度，每张待处理图像中包括：基准图像，四个预先标定的特征点；

透视变换处理模块，用于对每张待处理图像进行透视变换处理，得到对应的俯视图，其中，所述四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标已知；

裁剪模块，用于根据所述俯视图对应的待处理图像的拍摄方向以及所述预设固定角度对每张俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图；

还原拼接模块，用于将多张裁剪后的俯视图按照所述预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到所述待测水平面的俯视图。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述装置还包括：

第一确定模块，用于确定每个像素点在所述待测水平面的俯视图中代表的距离；

第二确定模块，用于确定所述待处理图像中待测距离所包含的像素点数；

计算模块，用于基于所述距离和所述像素点数计算所述待测距离在所述待测水平面的俯视图中所表示的长度。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述透视变换处理模块包括：

第一获取单元，用于获取目标待处理图像，其中，所述目标待处理图像为所述多张待处理图像中的任一张；

第二获取单元，用于获取所述目标待处理图像中四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标，其中，所述四个预先标定的特征点为用户预先对所述目标待处理图像对应的待测水平面进行标记得到的点；

识别单元，用于识别所述目标待处理图像中的四个预先标定的特征点；

第一确定单元，用于确定所述四个预先标定的特征点基于所述目标待处理图像的坐标；

计算单元，用于根据所述四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标和所述四个预先标定的特征点基于所述目标待处理图像的坐标计算透视变换矩阵，其中，所述透视变换矩阵用于将所述目标待处理图像转换为对应的俯视图；

处理单元，用于根据所述透视变换矩阵对所述目标待处理图像进行处理，得到对应的俯视图。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述裁剪模块包括：

第二确定单元，用于确定第一裁剪线和第二裁剪线，其中，所述第一裁剪线为以拍摄点为圆心，将所述拍摄方向左偏预设角度所对应的方向线，所述第二裁剪线为以所述拍摄点为圆心，将所述拍摄方向右偏所述预设角度所对应的方向线，所述预设角度的大小为所述预设固定角度的大小的一半，所述第一裁剪线和所述第二裁剪线之间的夹角大小等于所述预设固定角度的大小；

裁剪单元，用于沿着所述所述第一裁剪线和所述第二裁剪线对对应的俯视图进行裁剪，得到所述裁剪后的俯视图。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述还原拼接模块包括：

第三确定单元，用于确定所述多张待处理图像的排列顺序；

第四确定单元，用于确定所述多张待处理图像与所述多张裁剪后的俯视图的对应关系；

还原拼接单元，用于根据所述多张待处理图像的排列顺序以及所述对应关系按照所述预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到所述待测水平面的俯视图。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供了一种基于多方向摄影拟合俯视图的方法及装置，该方法包括：获取待测水平面的360度方向间隔预设固定角度拍摄的多张待处理图像，其中，预设固定角度为能够被360度整除的角度，每张待处理图像中包括：基准图像，四个预先标定的特征点；对每张待处理图像进行透视变换处理，得到对应的俯视图，其中，四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标已知；根据俯视图对应的待处理图像的拍摄方向以及预设固定角度对每张俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图；将多张裁剪后的俯视图按照预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到待测水平面的俯视图。

现有技术中一般由无人机或者专业人员高空作业进行俯视图的拍摄，通过无人机的方式得到俯视图的过程中，需要依靠专业飞手，并且受天气的制约，而直接高空作业受限于地形环境因素不易实施，同时高空作业人员需要承担较高的风险。与现有的获取俯视图的方法相比，本发明实施例中提供了一种基于多方向摄影拟合俯视图的方法，该方法先获取待测水平面360度方向间隔预设固定角度拍摄的多张待处理图像，该多张待处理图像无需使用无人机或者无需高空作业，可直接使用高架的摄像机进行拍摄，在得到多张待处理图像后，对每张待处理图像进行透视变换，得到对应的俯视图，随后根据俯视图对应的待处理图像的拍摄方向以及预设固定角度对每张俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图，最终将多张裁剪后的俯视图按照预设固定角度为旋转角进行还原拼接，即可得到待测水平面的俯视图。本发明实施例中得到俯视图的方法，无需使用无人机且无需进行高空作业，只要获取得到待测水平面的360度方向间隔预设固定角度拍摄的多张待处理图像即可，然后对该多张待处理图像进行处理，最终得到待测水平面的俯视图，该方法的可操作性强，通用性好，过程简单，缓解了现有技术中获取俯视图的方法可操作性差，通用性差的技术问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于多方向摄影拟合俯视图的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的对待测水平面标记特征点的示意图；

图3(a)为本发明实施例提供的一张带有特征点的待处理图像的示意图；

图3(b)为本发明实施例提供的八张带有特征点的待处理图像的示意图；

图3(c)为本发明实施例提供的八张待处理图像对应的八张俯视图的示意图；

图3(d)为本发明实施例提供的八张裁剪后的俯视图的示意图；

图3(e)为本发明实施例提供的完整的待测水平面的俯视图的示意图；

图4为本发明实施例提供的根据待测水平面的俯视图确定待测距离的方法流程图；

图5为本发明实施例提供的对每张待处理图像进行透视变换处理，得到对应的俯视图的流程图；

图6为本发明实施例提供的根据俯视图对应的待处理图像的拍摄方向以及预设固定角度对每张俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图的流程图；

图7为本发明实施例提供的将多张裁剪后的俯视图按照预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到待测水平面的俯视图的流程图；

图8为本发明实施例提供的一种基于多方向摄影拟合俯视图的装置的结构框图。

图标：

11-获取模块；12-透视变换处理模块；13-裁剪模块；14-还原拼接模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种基于多方向摄影拟合俯视图的方法进行详细介绍。

实施例一：

一种基于多方向摄影拟合俯视图的方法，参考图1，该方法包括：

S102、获取待测水平面的360度方向间隔预设固定角度拍摄的多张待处理图像，其中，预设固定角度为能够被360度整除的角度，每张待处理图像中包括：基准图像，四个预先标定的特征点；

在本发明实施例中，多张待处理图像可以由勘察设备拍摄得到。具体的，该勘察设备中有一个能够升降的升降杆，摄像机安装于升降杆的顶部，并且该摄像机能够进行360度的转动，使用时，将升降杆升降至预设固定高度，然后控制摄像机间隔预设固定角度对待测水平面进行拍摄，得到多张待处理图像。

为了能够对本方案更好的理解，下面对方案的具体过程进行详细介绍：

为了描述的简便，以一个具体的实例进行说明。在使用本发明中的方案时，先在待测水平面内确定一个圆心，将带有摄像机的升降杆固定在圆心位置，然后以该圆心在待测水平面内画一个半径为4米的圆形，并将该圆形等分为8等份，如图2所示。

将图2中正视读着正前方的竖直直线作为y轴，水平线作为x轴，该坐标系即为俯视图坐标系，定义圆心点坐标为(960，0)，而不是(0，0)，之所以将圆心点坐标定义为(960，0)是为了将图片置于正中央位置，该圆心点坐标由照片的像素来确定，本发明实施例中使用的摄像机的照片左右宽为1920，所以取其中间点(960，0)作为圆心点坐标。

然后，再将每1/8的圆过圆心等分为1/2(即每一份为整圆的1/16)，在该1/2的等分线上分别取两点，具体的，可以分别取距离圆心4米和5米的点，并在待测水平面上进行标记，得到如图2所示的16个点，将这些点作为预先标定的特征点，这些预先标定的特征点在该俯视图坐标系中的坐标可以求解得到。另外，1/8的圆中的两个特征点的位置可以随意选取，本发明实施例对其不进行限制，该两个特征点也可以不在上述的1/2等分线上，之所以选取上述1/2等分线上的两个点作为特征点是为了后期的方便处理。

对待测水平面布置完成后，将y轴正方向作为拍摄方向进行拍摄，得到一张待处理图像，该待处理图像中包括了基准图像(即待测水平面的原始图像)，还包括了四个预先标定的特征点，如图3(a)所示，然后改变摄像机的拍摄方向，具体的，使得摄像机的拍摄方向旋转45度，得到另外一张待处理图像，重复如上的拍摄过程，总共在360度方向上得到8张待处理图像，如图3(b所示)。

该过程即为实际操作时拍摄多张待处理图像的过程，本发明实施例对上述过程中的具体数值不进行限制。

通过上述的描述可知，该8张待处理图像实际为斜着对待测水平面进行拍摄得到的图像，该8张待处理图像并非是真正的俯视图(垂直向下拍摄得到的图)。

在这里，是以预设固定角度为45度进行说明的，具体的，预设固定角度还可以为其它值，但是要保证预设固定角度能够被360度整除。需要说明的是，如果预设固定角度太大，最终得到的俯视图的精确度差，如果预设固定角度太小，得到的待处理图像太多，不利于后续的处理，在具体使用时，可以根据需要对预设固定角度进行调整。

S104、对每张待处理图像进行透视变换处理，得到对应的俯视图，其中，四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标已知；

在得到多张待处理图像后，对每张待处理图像进行透视变换处理，得到对应的俯视图。

继续以S102中的例子进行说明，也就是在得到8张待处理图像后，对这8张待处理图像中的每张待处理图像都进行透视变换处理，对应的就得到了8张俯视图。参考图3(c)，下文中再对透视变换处理的过程进行详细介绍，在此不再赘述。

S106、根据俯视图对应的待处理图像的拍摄方向以及预设固定角度对每张俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图；

在得到8张俯视图后，根据俯视图对应的待处理图像的拍摄方向以及预设固定角度确定裁剪线，然后沿着裁剪线对每张俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图，对应的就得到了8张裁剪后的俯视图，如图3(d)所示。

裁剪的具体过程将在下文中进行描述，在此不再赘述。

S108、将多张裁剪后的俯视图按照预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到待测水平面的俯视图。

在得到8张裁剪后的俯视图后，将这8张裁剪后的俯视图按照预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到完整的待测水平面的俯视图，如图3(e)所示。具体过程将在下文中进行描述，在此不再赘述。

现有技术中一般由无人机或者专业人员高空作业进行俯视图的拍摄，通过无人机的方式得到俯视图的过程中，需要依靠专业飞手，并且受天气的制约，而直接高空作业受限于地形环境因素不易实施，同时高空作业人员需要承担较高的风险。与现有的获取俯视图的方法相比，本发明实施例中提供了一种基于多方向摄影拟合俯视图的方法，该方法先获取待测水平面360度方向间隔预设固定角度拍摄的多张待处理图像，该多张待处理图像无需使用无人机或者无需高空作业，可直接使用高架的摄像机进行拍摄，在得到多张待处理图像后，对每张待处理图像进行透视变换，得到对应的俯视图，随后根据俯视图对应的待处理图像的拍摄方向以及预设固定角度对每张俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图，最终将多张裁剪后的俯视图按照预设固定角度为旋转角进行还原拼接，即可得到待测水平面的俯视图。本发明实施例中得到俯视图的方法，无需使用无人机且无需进行高空作业，只要获取得到待测水平面的360度方向间隔预设固定角度拍摄的多张待处理图像即可，然后对该多张待处理图像进行处理，最终得到待测水平面的俯视图，该方法的可操作性强，通用性好，过程简单，缓解了现有技术中获取俯视图的方法可操作性差，通用性差的技术问题。

上述内容对拟合俯视图的整体过程进行了简单介绍，下面对该俯视图的应用过程进行介绍。

可选地，在得到待测水平面的俯视图后，参考图4，该方法还包括：

S401、确定每个像素点在待测水平面的俯视图中代表的距离；

具体的，在得到待测水平面的俯视图后，查看该待测水平面的俯视图中半径位置处有多少个像素点，比如待测水平面的俯视图中半径位置有100个像素点，实际的待测水平面中圆的半径为4米，那么就可以得到每个像素点在待测水平面的俯视图中代表的距离了，即为4厘米，这里只是进行距离说明，并不对其值的大小进行限制。

S402、确定待处理图像中待测距离所包含的像素点数；

在得到每个像素点在待测水平面的俯视图中代表的距离后，确定待处理图像中待测距离所包含的像素点数。

S403、基于距离和像素点数计算待测距离在待测水平面的俯视图中所表示的长度。

具体的，将像素点数乘以距离，得到的即为待测距离在待测水平面的俯视图中所表示的长度，也就是实际的长度。

上述内容介绍了拟合俯视图的整体过程以及俯视图的应用过程，下面对拟合俯视图中涉及到的具体内容进行详细介绍。

可选地，参考图5，对每张待处理图像进行透视变换处理，得到对应的俯视图包括：

S501、获取目标待处理图像，其中，目标待处理图像为多张待处理图像中的任一张；

继续以步骤S102中的举例进行说明，在8张待处理图像中任选一张图像作为目标待处理图像。

这里只是以一张目标待处理图像为例进行说明，对于其它的待处理图像的透视变换过程与该过程相同，在此不再重复赘述。

S502、获取目标待处理图像中四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标，其中，四个预先标定的特征点为用户预先对目标待处理图像对应的待测水平面进行标记得到的点；

具体的，目标待处理图像中四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标即为目标待处理图像中四个预先标定的特征点在俯视图坐标系中的坐标，该坐标在步骤S102中已经进行过介绍，是在预先标记的过程中计算得到的，在此不再赘述。

S503、识别目标待处理图像中的四个预先标定的特征点；

上述过程已经得到了四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标，下面识别目标待处理图像中的四个预先标定的特征点。

S504、确定四个预先标定的特征点基于目标待处理图像的坐标；

在识别到目标待处理图像中的四个预先标定的特征点后，确定该四个预先标定的特征点基于目标待处理图像的坐标，也就是确定该四个预先标定的特征点在目标待处理图像坐标系中的坐标。具体的，点在图像坐标系中的坐标可以通过图像获取，比如某一个图像为640*480的图像中，里面的点的坐标可以用像素点的坐标进行表示。

S505、根据四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标和四个预先标定的特征点基于目标待处理图像的坐标计算透视变换矩阵，其中，透视变换矩阵用于将目标待处理图像转换为对应的俯视图；

在得到四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标和四个预先标定的特征点基于目标待处理图像的坐标，根据该两组坐标计算透视变换矩阵。

下面对计算过程进行介绍：

在透视变换时，通用的变换公式为：

其中，u,v是原始图片左边，对应得到变换后的图片坐标为x,y，具体的，x＝x'/w'，y＝y'/w'，变换矩阵为

可拆分为4部分，

表示线性变换，[a₃₁ a₃₂]用于平移，

用于产生透视变换。

重新之前的变换公式得到：

所以，已知变换对应的几个点就可以求取变换公式。以一个正方形转换为四边形的变换过程为例进行说明：

比如变换的4组对应点为：(0,0)→(x₀,y₀)，(1,0)→(x₁,y₁)，(1,1)→(x₂,y₂)，(0,1)→(x₃,y₃)

根据变换公式得到：

a₃₁＝x₀

a₁₁+a₃₁-a₁₃x₁＝x₁

a₁₁+a₂₁+a₃₁-a₁₃x₂-a₂₃x₂＝x₂

a₂₁+a₃₁-a₂₃x₃＝x₃

a₃₂＝y₀

a₁₂+a₃₂-a₁₃y₁＝y₁

a₁₂+a₂₂+a₃₂-a₂₃y₂-a₂₃y₂＝y₂

a₂₂+a₃₂-a₂₃y₃＝y₃

定义辅助变量：

Δx₁＝x₁-x₂；Δx₂＝x₃-x₂；Δx₃＝x₀-x₁+x₂-x₃；Δy₁＝y₁-y₂；Δy₂＝y₃-y₂；Δy₃＝y₀-y₁+y₂-y₃；

Δx₃，Δy₃都为0时，变换后的平面与原来的平面时平行的，可以得到：

a₁₁＝x₁-x₀

a₂₁＝x₂-x₁

a₃₁＝x₀

a₁₂＝y₁-y₀

a₂₂＝y₂-y₁

a₃₂＝y₀

a₁₃＝0

a₁₂＝0

Δx₃，Δy₃不为0时，得到：

a₁₁＝x₁-x₀+a₁₂x₁

a₂₁＝x₃-x₀+a₁₂x₂

a₃₁＝x₀

a₁₂＝y₁-y₀+a₁₃y₁

a₂₂＝y₃-y₀+a₂₃y₃

a₃₂＝y₀

最终可以求解得到透视变换矩阵，进而可以将一个正方形变换为四边形。

在本发明实施例中，已知四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标和四个预先标定的特征点基于目标待处理图像的坐标，根据上述的方法就能够得到透视变换矩阵，用于将目标待处理图像转换为其对应的俯视图。

S506、根据透视变换矩阵对目标待处理图像进行处理，得到对应的俯视图。

上述内容具体介绍了透视变换处理的过程，下面对裁剪的过程进行详细介绍。

可选地，参考图6，根据俯视图对应的待处理图像的拍摄方向以及预设固定角度对每张俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图包括：

S601、确定第一裁剪线和第二裁剪线，其中，第一裁剪线为以拍摄点为圆心，将拍摄方向左偏预设角度所对应的方向线，第二裁剪线为以拍摄点为圆心，将拍摄方向右偏预设角度所对应的方向线，预设角度的大小为预设固定角度的大小的一半，第一裁剪线和第二裁剪线之间的夹角大小等于预设固定角度的大小；

继续以S102中的举例进行说明，拍摄点即为坐标为(960，0)的点，第一次拍摄方向为x轴方向，在x轴拍摄方向对应的俯视图中，将x轴左偏预设固定角度的一半，也就是将拍摄方向(即x轴)左偏22.5度，得到的方向线就是第一裁剪线，右偏22.5度，得到的方向线就是第二裁剪线。

其它俯视图裁剪时参考该俯视图的裁剪方法。

S602、沿着第一裁剪线和第二裁剪线对对应的俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图。

在得到第一裁剪线和第二裁剪线后，沿着第一裁剪线和第二裁剪线对其对应的俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图，相应的可以得到8张裁剪后的俯视图。

在得到裁剪后的俯视图后，可选地，参考图7，将多张裁剪后的俯视图按照预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到待测水平面的俯视图包括以下步骤：

S701、确定多张待处理图像的排列顺序；

S702、确定多张待处理图像与多张裁剪后的俯视图的对应关系；

S703、根据多张待处理图像的排列顺序以及对应关系按照预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到待测水平面的俯视图。

参考图3(e)，拼接完成后的待测水平面的俯视图如图3(e)所示。

需要说明的是，上述的基于多方向摄影拟合俯视图的方法的过程为对某一种特定的摄像机拍摄的图像标定的过程，即该过程是先让计算机程序先学习得到透视转换矩阵，裁剪的过程以及旋转拼接的过程，当完成一次该过程后，当再使用该类型，该系列的摄像机进行拍摄时，且拍摄过程中的参数和该标定过程的参数一致时，比如摄像机的高度与标定时相同，摄像机也是每间隔45度进行拍摄，那么在得到8张待处理图像后，计算机获取得到该8张待处理图像，即可自动完成拟合俯视图的过程。也就是说，后期在用户使用时，并不需要在待测平面上画圆，不需要标记特征点，用户使用时，只要按照要求(即拍摄参数与标定时参数相同)拍摄图像，然后将拍摄得到的图像输入至计算机，计算机即可拟合得到完整的俯视图，使用方便简单，可操作性强，通用性好。

实施例二：

一种基于多方向摄影拟合俯视图的装置，参考图8，该装置包括：

获取模块11，用于获取待测水平面的360度方向间隔预设固定角度拍摄的多张待处理图像，其中，预设固定角度为能够被360度整除的角度，每张待处理图像中包括：基准图像，四个预先标定的特征点；

透视变换处理模块12，用于对每张待处理图像进行透视变换处理，得到对应的俯视图，其中，四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标已知；

裁剪模块13，用于根据俯视图对应的待处理图像的拍摄方向以及预设固定角度对每张俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图；

还原拼接模块14，用于将多张裁剪后的俯视图按照预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到待测水平面的俯视图。

本发明实施例中提供了一种基于多方向摄影拟合俯视图的装置，该装置先获取待测水平面360度方向间隔预设固定角度拍摄的多张待处理图像，该多张待处理图像无需使用无人机或者无需高空作业，可直接使用高架的摄像机进行拍摄，在得到多张待处理图像后，对每张待处理图像进行透视变换，得到对应的俯视图，随后根据俯视图对应的待处理图像的拍摄方向以及预设固定角度对每张俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图，最终将多张裁剪后的俯视图按照预设固定角度为旋转角进行还原拼接，即可得到待测水平面的俯视图。本发明实施例中得到俯视图的装置，无需使用无人机且无需进行高空作业，只要获取得到待测水平面的360度方向间隔预设固定角度拍摄的多张待处理图像即可，然后对该多张待处理图像进行处理，最终得到待测水平面的俯视图，该装置的可操作性强，通用性好，过程简单，缓解了现有技术中获取俯视图的装置可操作性差，通用性差的技术问题。

可选地，该装置还包括：

第一确定模块，用于确定每个像素点在待测水平面的俯视图中代表的距离；

第二确定模块，用于确定待处理图像中待测距离所包含的像素点数；

计算模块，用于基于距离和像素点数计算待测距离在待测水平面的俯视图中所表示的长度。

可选地，透视变换处理模块包括：

第一获取单元，用于获取目标待处理图像，其中，目标待处理图像为多张待处理图像中的任一张；

第二获取单元，用于获取目标待处理图像中四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标，其中，四个预先标定的特征点为用户预先对目标待处理图像对应的待测水平面进行标记得到的点；

识别单元，用于识别目标待处理图像中的四个预先标定的特征点；

第一确定单元，用于确定四个预先标定的特征点基于目标待处理图像的坐标；

计算单元，用于根据四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标和四个预先标定的特征点基于目标待处理图像的坐标计算透视变换矩阵，其中，透视变换矩阵用于将目标待处理图像转换为对应的俯视图；

处理单元，用于根据透视变换矩阵对目标待处理图像进行处理，得到对应的俯视图。

可选地，裁剪模块包括：

第二确定单元，用于确定第一裁剪线和第二裁剪线，其中，第一裁剪线为以拍摄点为圆心，将拍摄方向左偏预设角度所对应的方向线，第二裁剪线为以拍摄点为圆心，将拍摄方向右偏预设角度所对应的方向线，预设角度的大小为预设固定角度的大小的一半，第一裁剪线和第二裁剪线之间的夹角大小等于预设固定角度的大小；

裁剪单元，用于沿着第一裁剪线和第二裁剪线对对应的俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图。

可选地，还原拼接模块包括：

第三确定单元，用于确定多张待处理图像的排列顺序；

第四确定单元，用于确定多张待处理图像与多张裁剪后的俯视图的对应关系；

还原拼接单元，用于根据多张待处理图像的排列顺序以及对应关系按照预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到待测水平面的俯视图。

该实施例二中的具体内容可参考上述实施例一中的对应描述，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的基于多方向摄影拟合俯视图的方法及装置的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于多方向摄影拟合俯视图的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取待测水平面的360度方向间隔预设固定角度拍摄的多张待处理图像，其中，所述预设固定角度为能够被360度整除的角度，每张待处理图像中包括：基准图像，四个预先标定的特征点；

对每张待处理图像进行透视变换处理，得到对应的俯视图，其中，所述四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标已知；

根据所述俯视图对应的待处理图像的拍摄方向以及所述预设固定角度对每张俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图；

将多张裁剪后的俯视图按照所述预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到所述待测水平面的俯视图；

其中，根据所述俯视图对应的待处理图像的拍摄方向以及所述预设固定角度对每张俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图包括：

确定第一裁剪线和第二裁剪线，其中，所述第一裁剪线为以拍摄点为圆心，将所述拍摄方向左偏预设角度所对应的方向线，所述第二裁剪线为以所述拍摄点为圆心，将所述拍摄方向右偏所述预设角度所对应的方向线，所述预设角度的大小为所述预设固定角度的大小的一半，所述第一裁剪线和所述第二裁剪线之间的夹角大小等于所述预设固定角度的大小；

沿着所述第一裁剪线和所述第二裁剪线对对应的俯视图进行裁剪，得到所述裁剪后的俯视图。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在得到所述待测水平面的俯视图后，所述方法还包括：

确定每个像素点在所述待测水平面的俯视图中代表的距离；

确定所述待处理图像中待测距离所包含的像素点数；

基于所述距离和所述像素点数计算所述待测距离在所述待测水平面的俯视图中所表示的长度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对每张待处理图像进行透视变换处理，得到对应的俯视图包括：

获取目标待处理图像，其中，所述目标待处理图像为所述多张待处理图像中的任一张；

获取所述目标待处理图像中四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标，其中，所述四个预先标定的特征点为用户预先对所述目标待处理图像对应的待测水平面进行标记得到的点；

识别所述目标待处理图像中的四个预先标定的特征点；

确定所述四个预先标定的特征点基于所述目标待处理图像的坐标；

根据所述四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标和所述四个预先标定的特征点基于所述目标待处理图像的坐标计算透视变换矩阵，其中，所述透视变换矩阵用于将所述目标待处理图像转换为对应的俯视图；

根据所述透视变换矩阵对所述目标待处理图像进行处理，得到对应的俯视图。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将多张裁剪后的俯视图按照所述预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到所述待测水平面的俯视图包括：

确定所述多张待处理图像的排列顺序；

确定所述多张待处理图像与所述多张裁剪后的俯视图的对应关系；

根据所述多张待处理图像的排列顺序以及所述对应关系按照所述预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到所述待测水平面的俯视图。

5.一种基于多方向摄影拟合俯视图的装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取待测水平面的360度方向间隔预设固定角度拍摄的多张待处理图像，其中，所述预设固定角度为能够被360度整除的角度，每张待处理图像中包括：基准图像，四个预先标定的特征点；

透视变换处理模块，用于对每张待处理图像进行透视变换处理，得到对应的俯视图，其中，所述四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标已知；

裁剪模块，用于根据所述俯视图对应的待处理图像的拍摄方向以及所述预设固定角度对每张俯视图进行裁剪，得到裁剪后的俯视图；

还原拼接模块，用于将多张裁剪后的俯视图按照所述预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到所述待测水平面的俯视图；

其中，所述裁剪模块包括：

第二确定单元，用于确定第一裁剪线和第二裁剪线，其中，所述第一裁剪线为以拍摄点为圆心，将所述拍摄方向左偏预设角度所对应的方向线，所述第二裁剪线为以所述拍摄点为圆心，将所述拍摄方向右偏所述预设角度所对应的方向线，所述预设角度的大小为所述预设固定角度的大小的一半，所述第一裁剪线和所述第二裁剪线之间的夹角大小等于所述预设固定角度的大小；

裁剪单元，用于沿着所述第一裁剪线和所述第二裁剪线对对应的俯视图进行裁剪，得到所述裁剪后的俯视图。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一确定模块，用于确定每个像素点在所述待测水平面的俯视图中代表的距离；

第二确定模块，用于确定所述待处理图像中待测距离所包含的像素点数；

计算模块，用于基于所述距离和所述像素点数计算所述待测距离在所述待测水平面的俯视图中所表示的长度。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述透视变换处理模块包括：

第一获取单元，用于获取目标待处理图像，其中，所述目标待处理图像为所述多张待处理图像中的任一张；

第二获取单元，用于获取所述目标待处理图像中四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标，其中，所述四个预先标定的特征点为用户预先对所述目标待处理图像对应的待测水平面进行标记得到的点；

识别单元，用于识别所述目标待处理图像中的四个预先标定的特征点；

第一确定单元，用于确定所述四个预先标定的特征点基于所述目标待处理图像的坐标；

计算单元，用于根据所述四个预先标定的特征点基于俯视图的坐标和所述四个预先标定的特征点基于所述目标待处理图像的坐标计算透视变换矩阵，其中，所述透视变换矩阵用于将所述目标待处理图像转换为对应的俯视图；

处理单元，用于根据所述透视变换矩阵对所述目标待处理图像进行处理，得到对应的俯视图。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述还原拼接模块包括：

第三确定单元，用于确定所述多张待处理图像的排列顺序；

第四确定单元，用于确定所述多张待处理图像与所述多张裁剪后的俯视图的对应关系；

还原拼接单元，用于根据所述多张待处理图像的排列顺序以及所述对应关系按照所述预设固定角度为旋转角度进行还原拼接，得到所述待测水平面的俯视图。

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