CN112235558A - 一种基于全景影像的现场立面图的生成系统和生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于全景影像的现场立面图的生成系统和生成方法，属于全景影像技术领域，生成系统包括由全景三维成像系统形成的全景影像、用于展示全景影像的展示模块，以及定位模块，全景影像为至少包括第一全景和第二全景在内的全景集；定位模块在第一全景和第二全景中定位出基准面，并根据第一全景和第二全景中目标物的轮廓线定位出与该轮廓线对应的目标线，所有目标物所对应的目标线投影至基准面以形成现场立面图；以解决当前在侦查领域当中，所绘制出的现场的空间立体图或者现场立面图，仅能够由侦查人员位于现场进行手绘或位于现场采用仪器绘制的问题。

Description

一种基于全景影像的现场立面图的生成系统和生成方法

技术领域

本发明涉及全景影像技术领域，尤其涉及一种基于全景影像的现场立面图的生成系统和生成方法。

背景技术

在刑事案件侦查领域当中，勘察人员需要在案发现场进行现场勘察，先对现场结构进行手绘，比如现场的平面示意图，或者现场的空间立体图或者现场立面图等，然后再使用专业软件进行绘图，专业性较高也比较麻烦。

现有授权公告号为CN209964215U的一件中国实用新型专利提供了一种球形三维全景成像系统，其通过若干设于球体表面且同焦点的镜头组同时拍摄，并经过数据处理单元处理形成全景影像。

在该球形三维全景成像系统的基础之上，通过所形成的全景影像实现在任何地方任何时间，均可以形成用户所需要的空间立体图或者现场立面图，以解决当前在侦查领域当中，所绘制出的现场的空间立体图或者现场立面图，仅能够由侦查人员位于现场进行手绘或位于现场采用仪器绘制的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于全景影像的现场立面图的生成系统和生成方法，以解决上述的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于全景影像的现场立面图的生成系统，包括由全景三维成像系统形成的全景影像、用于展示全景影像的展示模块，以及定位模块，所述全景影像为至少包括第一全景和第二全景在内的全景集；

所述定位模块在第一全景和第二全景中定位出基准面，并根据第一全景和第二全景中目标物的轮廓线定位出与该轮廓线对应的目标线，所有目标物所对应的目标线投影至基准面以形成现场立面图。

通过采用上述技术方案，在刑事案件侦查过程中，勘验人员先将相关设备运输至案件现场，实施和安装好全景三维成像系统后，在不同的地点拍摄出不同角度的全景，所有全景的集合形成全景影像，完成拍摄工作后，便可将设备从案件现场中移出；之后便无需在案件现场处，即可根据用户需求，调取全景影像以获取不同朝向不同方位的现场立面图，具体的形成方式如下：利用电脑软件带有的展示模块以显示全景影像当中的两个全景，并记作为第一全景和第二全景，利用定位模块依次在第一全景和第二全景同时对某一点进行定位，便能够准确定位出某一点位于空间的具体位置；鉴于此定位原理，可依次定位出用来作为基准面的基准点，该基准点可根据用户的需要确定；在基准面确定完毕了，便可定位逐个定位目标物的边缘轮廓，以此形成目标线，而目标线以垂直于基准面的方向投影至目标线便可形成现场立面图。

作为优选，根据用户请求，所述定位模块在第一全景和第二全景中定位出至少三个基准点，并由这些基准点确定基准面。

通过采用上述技术方案，在三维空间中，三个点便能确定一个面，因此，至少需要确定三个基准点才能确定最终的基准面。

作为优选，任意选择三个基准点确定基准面，或从

个备用基准面中选取所有基准点到基准面垂直距离标准差最小的那一基准面，作为最终确定的基准面，其中n为基准点的数量。

通过采用上述技术方案，确定基准面的方式有两种，其一是根据用户自身判断，从若干个基准点中任选三个以确定基准面，其二是通过软件计算出最佳基准面，具体为：用户定位出n个基准点，三个基准点便可形成一个基准面，那么n个基准点就可形成

个备用基准面，通过软件计算所有基准点到基准面垂直距离标准差最小的那一基准面，作为最终确定的基准面。

作为优选，所述定位模块在第一全景和第二全景中定位出某一条轮廓线所对应的两个轮廓端点，两个轮廓端点相连从而形成与该轮廓线所对应的目标线。

通过采用上述技术方案，能够通过定位模块定位出任意一条轮廓线的两个轮廓端点，两个轮廓端点相连形成目标线，目标线投影至基准面上以形成与该轮廓线对应的投影线。

作为优选，所述全景三维成像系统包括至少一个球形摄像装置，以及用于控制球形摄像装置启动拍摄工作的摄像控制设备；所述第一全景和第二全景可由同一球形摄像装置于不同位置分别拍摄形成，或由两个球形摄像装置于不同位置同时拍摄形成；

所述球形摄像装置包括球体、设置于球体表面的至少三个镜头组、与镜头组一一对应且用于接收镜头组光信号的图像传感器，以及数据处理单元。

通过采用上述技术方案，同一个球形摄像装置中的所有镜头组同时拍摄便会形成以球形摄像装置的球心为中心往外扩散的一个全景；

摄像控制设备在拍摄时同时向多个球形摄像装置发送电压信号，使得每个球形摄像装置的摄像时间间隔不大于100毫秒，以此提高所有的球形摄像装置所形成的全景三维场景在时间上的统一性，避免由于拍摄时间误差所导致的光线、物体位置等多因素的变化而引起的定位误差。

作为优选，所述展示模块可单独展示某一全景或同时展示多个全景。

通过采用上述技术方案，用户可在展示模块中同时展示第一全景和第二全景，左侧屏幕展示第一全景，右侧屏幕展示第二全景，用户先于第一全景中选取初始点，在第二全景中便生成一条射线，再在该射线上找到与初始点对应的点便为最终确定的目标点。

一种基于全景影像的现场立面图的生成方法，包括以下步骤：

S1、利用全景三维成像系统生成包括第一全景和第二全景在内的全景影像，若干目标物同时位于第一全景和第二全景的拍摄区域内，且第一全景的中心、第二全景的中心和目标物三者均不在同一条直线上；

S2、根据用户请求向展示模块中导入全景影像，展示模块展示第一全景和第二全景，展示模块可单独展示某一全景或同时展示多个全景；

S3、利用定位模块，在第一全景和第二全景中定位出至少三个基准点，并由这些基准点确定基准面；

S4、选取其中一个目标物的其中一条轮廓线，利用定位模块，在第一全景和第二全景中定位出与该轮廓线所对应的目标线；

S5、重复步骤S4直至该目标物的所有轮廓线均定位完毕；

S6、重复步骤S4-S5直至所有目标物所对应的目标线均定位完毕，所有目标物所对应的目标线全部投影至基准面以形成现场立面图。

作为优选，所述定位模块在第一全景和第二全景中定位出任意点作为目标点的步骤如下：

L1、根据用户请求在第一全景中选择某一点作为初始点；

L2、初始点与第一全景的中心连线在第二全景中对应为一条射线，用户在第二全景中选择所述射线与初始点相交的点即为所述目标点。

作为优选，在S4步骤中，所述定位模块定位出某一轮廓线所对应的目标线的具体步骤如下：

S41、利用定位模块在第一全景和第二全景中分别定位出该轮廓线的两个轮廓端点；

S42、两个轮廓端点相连从而形成与该轮廓线所对应的目标线。

作为优选，在S3步骤中，任意选择三个基准点确定基准面，或从

个备用基准面中选取所有基准点到基准面垂直距离标准差最小的那一基准面，作为最终确定的基准面，其中n为基准点的数量。

本发明的有益效果是：

1、勘验人员无需在案件现场处，即可根据用户需求，调取全景影像以获取不同朝向不同方位的现场立面图，便于后期随时生成不同角度和朝向的现场立面图；

2、根据实际需要，采用不同的确定基准面的方式以获取最为适当的基准面作为最终的基准面；

3、同一个球形摄像装置中的所有镜头组同时拍摄便会形成以球形摄像装置的球心为中心往外扩散的一个全景；摄像控制设备在拍摄时同时向多个球形摄像装置发送电压信号，使得每个球形摄像装置的摄像时间间隔不大于100毫秒，以此提高所有的球形摄像装置所形成的全景三维场景在时间上的统一性，避免由于拍摄时间误差所导致的光线、物体位置等多因素的变化而引起的定位误差。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明中球形摄像装置的结构示意图；

图2为球形摄像装置的立体剖视图；

图3为本发明中全景三维成像系统的结构示意图；

图4为本发明中现场立面图生成方法的流程示意图；

图5为本发明中生成现场立面图的投影示意图。

图中各附图标记说明如下：

1、球体；2、镜头组；3、图像传感器；4、数据处理单元；5、储存单元；6、电源模块；7、目标物；8、基准面；9、轮廓线；10、投影线。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

在该球形三维全景成像系统的基础之上，通过所形成的全景影像实现在任何地方任何时间，均可以形成用户所需要的空间立体图或者现场立面图，以解决当前在侦查领域当中，所绘制出的现场的空间立体图或者现场立面图，仅能够由侦查人员位于现场进行手绘或位于现场采用仪器绘制的问题。

本发明基于全景三维成像系统，而全景三维成像系统又是基于球形摄像装置，因此本发明将预先介绍球形摄像装置的具体结构。

如图1至图3所示，球形摄像装置包括球体1，在球体1的表面安装有至少三个镜头组2，在优选的情况时，可安装三十六个或七十二个镜头组2。

镜头组2等距且均匀地分布于球体1的表面，每一镜头组2均具有实焦点和成像面，每一镜头组2的实焦点均汇集于球体1的球心处，镜头组2用于采集其所负责的区域内的场景，拍摄形成图像。

在球体1的内部设有数量与镜头组2相同的图像传感器3，并且与镜头组2一一对应，图像传感器3位于与其对应的镜头组2的成像面处，用于接收镜头组2的光信号，并将光信号转化为电信号。

在球体1内还设有数据处理单元4、储存模块和电源模块6。

数据处理单元4，与所有的图像传感器3均电连接，接收部分或所有图像传感器3传输过来的电信号，能控制在同一时刻所有镜头组2采集到所负责区域内的场景图像集合。

储存模块，与数据处理单元4电连接，接收并储存由数据处理单元4输出的场景图像集合。

电源模块6，与镜头组2、数据处理单元4及储存模块连接，用于为镜头组2、数据处理单元4及储存模块供电。

同一个球形摄像装置中的所有镜头组同时拍摄便会形成以球形摄像装置的球心为中心往外扩散的一个全景，某个全景的中心也就是拍摄该全景的球形摄像装置的球心，具体可参照公开号为CN110381306A的中国发明专利。

利用多个球形摄像装置便可构成一套全景三维成像系统，具体如下。

全景三维成像系统包括至少一个球形摄像装置，以及用于控制球形摄像装置启动拍摄工作的摄像控制设备；第一全景和第二全景可由同一球形摄像装置于不同位置分别拍摄形成，或由两个球形摄像装置于不同位置同时拍摄形成。

同一个球形摄像装置中的所有镜头组同时拍摄便会形成以球形摄像装置的球心为中心往外扩散的一个全景；

摄像控制设备在拍摄时同时向多个球形摄像装置发送电压信号，使得每个球形摄像装置的摄像时间间隔不大于100毫秒，以此提高所有的球形摄像装置所形成的全景三维场景在时间上的统一性，避免由于拍摄时间误差所导致的光线、物体位置等多因素的变化而引起的定位误差。

基于上述的全景三维成像系统和球形摄像装置，作为本发明当中的现场立面图生成系统的基础，以实现随时由全景影像生成现场立面图。

一种基于全景影像的现场立面图的生成系统，如图4和图5所示，包括由全景三维成像系统形成的全景影像、用于展示全景影像的展示模块，以及定位模块，全景影像为至少包括第一全景和第二全景在内的全景集；定位模块在第一全景和第二全景中定位出基准面8，并根据第一全景和第二全景中目标物7的轮廓线9定位出与该轮廓线9对应的目标线，所有目标物7所对应的目标线投影至基准面8以形成现场立面图。

在刑事案件侦查过程中，勘验人员先将相关设备运输至案件现场，实施和安装好全景三维成像系统后，在不同的地点拍摄出不同角度的全景，所有全景的集合形成全景影像，完成拍摄工作后，便可将设备从案件现场中移出；之后便无需在案件现场处，即可根据用户需求，调取全景影像以获取不同朝向不同方位的现场立面图。

具体的形成方式如下：利用电脑软件带有的展示模块以显示全景影像当中的两个全景，并记作为第一全景和第二全景，利用定位模块依次在第一全景和第二全景同时对某一点进行定位，便能够准确定位出某一点位于空间的具体位置；鉴于此定位原理，可依次定位出用来作为基准面8的基准点，该基准点可根据用户的需要确定；在基准面8确定完毕了，便可定位逐个定位目标物7的边缘轮廓，以此形成目标线，而目标线以垂直于基准面8的方向投影至目标线便可形成现场立面图。

根据用户请求，定位模块在第一全景和第二全景中定位出至少三个基准点，并由这些基准点确定基准面8。在三维空间中，三个点便能确定一个面，因此，至少需要确定三个基准点才能确定最终的基准面8。

本发明提供两种确定最终基准面8的方式，采用这两种方式均可确定基准面8，具体如下。

任意选择三个基准点确定基准面8，或从

个备用基准面8中选取所有基准点到基准面8垂直距离标准差最小的那一基准面8，作为最终确定的基准面8，其中n为基准点的数量。

确定基准面8的方式有两种，其一是根据用户自身判断，从若干个基准点中任选三个以确定基准面8，其二是通过软件计算出最佳基准面8，具体为：用户定位出n个基准点，三个基准点便可形成一个基准面8，那么n个基准点就可形成

个备用基准面8，通过软件计算所有基准点到基准面8垂直距离标准差最小的那一基准面8，作为最终确定的基准面8。

定位模块在第一全景和第二全景中定位出某一条轮廓线9所对应的两个轮廓端点，两个轮廓端点相连从而形成与该轮廓线9所对应的目标线。能够通过定位模块定位出任意一条轮廓线9的两个轮廓端点，两个轮廓端点相连形成目标线，目标线投影至基准面8上以形成与该轮廓线9对应的投影线10。

展示模块可单独展示某一全景或同时展示多个全景。用户可在展示模块中同时展示第一全景和第二全景，左侧屏幕展示第一全景，右侧屏幕展示第二全景，用户先于第一全景中选取初始点，在第二全景中便生成一条射线，再在该射线上找到与初始点对应的点便为最终确定的目标点。

本发明除了公开上述现场立面图生成系统，还公开一种基于全景影像的现场立面图的生成方法，具体如下。

一种基于全景影像的现场立面图的生成方法，包括以下步骤：

S1、利用全景三维成像系统生成包括第一全景和第二全景在内的全景影像，若干目标物7同时位于第一全景和第二全景的拍摄区域内，且第一全景的中心、第二全景的中心和目标物7三者均不在同一条直线上；

S2、根据用户请求向展示模块中导入全景影像，展示模块展示第一全景和第二全景，展示模块可单独展示某一全景或同时展示多个全景；

S3、利用定位模块，在第一全景和第二全景中定位出至少三个基准点，并由这些基准点确定基准面8；

S4、选取其中一个目标物7的其中一条轮廓线9，利用定位模块，在第一全景和第二全景中定位出与该轮廓线9所对应的目标线；

S5、重复步骤S4直至该目标物7的所有轮廓线9均定位完毕；

S6、重复步骤S4-S5直至所有目标物7所对应的目标线均定位完毕，所有目标物7所对应的目标线全部投影至基准面8以形成现场立面图。

在上述步骤中，无论是定位基准点还是定位轮廓端点，均需要定位模块具有定位任意点的功能。

定位模块在第一全景和第二全景中定位出任意点作为目标点的步骤如下：

L1、根据用户请求在第一全景中选择某一点作为初始点；

L2、初始点与第一全景的中心连线在第二全景中对应为一条射线，用户在第二全景中选择射线与初始点相交的点即为目标点。

在S4步骤中，定位模块定位出某一轮廓线9所对应的目标线的具体步骤如下：

S41、利用定位模块在第一全景和第二全景中分别定位出该轮廓线9的两个轮廓端点；

S42、两个轮廓端点相连从而形成与该轮廓线9所对应的目标线。

在S3步骤中，任意选择三个基准点确定基准面8，或从

个备用基准面8中选取所有基准点到基准面8垂直距离标准差最小的那一基准面8，作为最终确定的基准面8，其中n为基准点的数量。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种基于全景影像的现场立面图的生成系统，其特征在于，包括由全景三维成像系统形成的全景影像、用于展示全景影像的展示模块，以及定位模块，所述全景影像为至少包括第一全景和第二全景在内的全景集；

所述定位模块在第一全景和第二全景中定位出基准面，并根据第一全景和第二全景中目标物的轮廓线定位出与该轮廓线对应的目标线，所有目标物所对应的目标线投影至基准面以形成现场立面图。

2.根据权利要求1所述的基于全景影像的现场立面图的生成系统，其特征在于，根据用户请求，所述定位模块在第一全景和第二全景中定位出至少三个基准点，并由这些基准点确定基准面。

3.根据权利要求2所述的基于全景影像的现场立面图的生成系统，其特征在于，任意选择三个基准点确定基准面，或从

个备用基准面中选取所有基准点到基准面垂直距离标准差最小的那一基准面，作为最终确定的基准面，其中n为基准点的数量。

4.根据权利要求1所述的基于全景影像的现场立面图的生成系统，其特征在于，所述定位模块在第一全景和第二全景中定位出某一条轮廓线所对应的两个轮廓端点，两个轮廓端点相连从而形成与该轮廓线所对应的目标线。

5.根据权利要求1所述的基于全景影像的现场立面图的生成系统，其特征在于，所述全景三维成像系统包括至少一个球形摄像装置，以及用于控制球形摄像装置启动拍摄工作的摄像控制设备；所述第一全景和第二全景可由同一球形摄像装置于不同位置分别拍摄形成，或由两个球形摄像装置于不同位置同时拍摄形成；

所述球形摄像装置包括球体、设置于球体表面的至少三个镜头组、与镜头组一一对应且用于接收镜头组光信号的图像传感器，以及数据处理单元。

6.根据权利要求1所述的基于全景影像的现场立面图的生成系统，其特征在于，所述展示模块可单独展示某一全景或同时展示多个全景。

7.一种基于全景影像的现场立面图的生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用全景三维成像系统生成包括第一全景和第二全景在内的全景影像，若干目标物同时位于第一全景和第二全景的拍摄区域内，且第一全景的中心、第二全景的中心和目标物三者均不在同一条直线上；

S2、根据用户请求向展示模块中导入全景影像，展示模块展示第一全景和第二全景，展示模块可单独展示某一全景或同时展示多个全景；

S3、利用定位模块，在第一全景和第二全景中定位出至少三个基准点，并由这些基准点确定基准面；

S4、选取其中一个目标物的其中一条轮廓线，利用定位模块，在第一全景和第二全景中定位出与该轮廓线所对应的目标线；

S5、重复步骤S4直至该目标物的所有轮廓线均定位完毕；

S6、重复步骤S4-S5直至所有目标物所对应的目标线均定位完毕，所有目标物所对应的目标线全部投影至基准面以形成现场立面图。

8.根据权利要求7所述的基于全景影像的现场立面图的生成方法，其特征在于，所述定位模块在第一全景和第二全景中定位出任意点作为目标点的步骤如下：

L1、根据用户请求在第一全景中选择某一点作为初始点；

L2、初始点与第一全景的中心连线在第二全景中对应为一条射线，用户在第二全景中选择所述射线与初始点相交的点即为所述目标点。

9.根据权利要求7所述的基于全景影像的现场立面图的生成方法，其特征在于，在S4步骤中，所述定位模块定位出某一轮廓线所对应的目标线的具体步骤如下：

S41、利用定位模块在第一全景和第二全景中分别定位出该轮廓线的两个轮廓端点；

S42、两个轮廓端点相连从而形成与该轮廓线所对应的目标线。

10.根据权利要求7所述的基于全景影像的现场立面图的生成方法，其特征在于，在S3步骤中，任意选择三个基准点确定基准面，或从

个备用基准面中选取所有基准点到基准面垂直距离标准差最小的那一基准面，作为最终确定的基准面，其中n为基准点的数量。

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