CN115565092A - 一种获取目标对象的地理位置信息的方法与设备 - Google Patents

一种获取目标对象的地理位置信息的方法与设备 Download PDF

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CN115565092A
CN115565092A CN202211405647.3A CN202211405647A CN115565092A CN 115565092 A CN115565092 A CN 115565092A CN 202211405647 A CN202211405647 A CN 202211405647A CN 115565092 A CN115565092 A CN 115565092A
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coordinate
screen
determining
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袁科
侯晓辉
陈嘉伟
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Abstract

本申请的目的是提供一种获取目标对象的地理位置信息的方法与设备，包括：获取显示装置当前呈现的当前图像对应的坐标变换信息，其中，所述坐标变换信息包括对应屏幕坐标系变换至虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息，以及所述虚拟世界三维直角坐标系变换至地理坐标系的第二坐标变换信息；获取所述当前图像中待测算的目标对象在所述屏幕坐标系中的屏幕位置信息；获取对应参考数据信息；根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述参考数据信息确定所述目标对象的地理位置信息。本申请为用户提供了屏幕位置与实际位置的直观参照，帮助用户快速、准确将当前图像与目标对象相关的真实地理位置对应起来。

Description

一种获取目标对象的地理位置信息的方法与设备
技术领域
本申请涉及通信领域，尤其涉及一种用于获取目标对象的地理位置信息的技术。
背景技术
随着技术的进步与发展，新型监控设备广泛应用于各个领域，例如使用无人机和AR眼镜对城市进行监控与巡查。目前，监控设备的监控与巡查大多为传统的视频监控，通过将监控设备的视频流数据传输到地面控制端及监控系统，可以看到监控设备画面内设备、道路、建筑、位置点等目标对象的实时情况，但现场态势感知不足，以二维电子地图方式来查看视频、警力分布等信息不够直观，作战人员缺乏对现场态势的全局感知，只能依赖个人经验研判，无法根据画面内位置确定目标对象实际地理位置信息等。
发明内容
本申请的一个目的是提供一种获取目标对象的地理位置信息的方法与设备。
根据本申请的一个方面，提供了一种获取目标对象的地理位置信息的方法，其中，该方法包括：
获取显示装置当前呈现的当前图像对应的坐标变换信息，其中，所述坐标变换信息包括对应屏幕坐标系变换至虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息，以及所述虚拟世界三维直角坐标系变换至地理坐标系的第二坐标变换信息；
获取所述当前图像中待测算的目标对象在所述屏幕坐标系中的屏幕位置信息；
获取对应参考数据信息，其中，所述参考数据信息包括参考位置信息或者参考距离信息；
根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述参考数据信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息。
根据本申请的另一个方面，提供了一种获取目标点的地理位置信息的设备，其中，该设备包括：
一一模块，用于获取显示装置当前呈现的当前图像对应的坐标变换信息，其中，所述坐标变换信息包括对应屏幕坐标系变换至虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息，以及所述虚拟世界三维直角坐标系变换至地理坐标系的第二坐标变换信息；
一二模块，用于获取所述当前图像中待测算的目标对象在所述屏幕坐标系中的屏幕位置信息；
一三模块，用于获取所述当前图像中待测算的目标对象在所述屏幕坐标系中的屏幕位置信息；
一四模块，用于根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述参考数据信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息。
根据本申请的一个方面，提供了一种计算机设备，其中，该设备包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行如上任一所述方法的步骤。
根据本申请的一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令在被执行时使得系统进行执行如上任一所述方法的步骤。
根据本申请的一个方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如上任一所述方法的步骤。
与现有技术相比，本申请能够基于目标对象在当前图像中的屏幕位置信息确定目标对象的地理位置信息，从而能够在显示装置中显示目标对象的同时获取该目标对象的实际位置，为用户提供了屏幕位置与实际位置的直观参照，帮助用户快速、准确将当前图像与目标对象相关的真实地理位置对应起来。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1根据本申请一个实施例的一种获取目标对象的地理位置信息的方法流程图；
图2示出根据本申请另一个实施例的一种计算机设备的设备结构图；
图3示出可被用于实施本申请中所述的各个实施例的示例性系统。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述。
在本申请一个典型的配置中，终端、服务网络的设备和可信方均包括一个或多个处理器(例如，中央处理器(Central Processing Unit，CPU))、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(Read Only Memory，ROM)或闪存(Flash Memory)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(Phase-Change Memory，PCM)、可编程随机存取存储器(Programmable Random Access Memory，PRAM)、静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic Random AccessMemory，DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、数字多功能光盘(Digital Versatile Disc,DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
本申请所指设备包括但不限于用户设备、网络设备、或用户设备与网络设备通过网络相集成所构成的设备。所述用户设备包括但不限于任何一种可与用户进行人机交互(例如通过触摸板进行人机交互)的移动电子产品，例如无人机、智能手机、平板电脑等，所述移动电子产品可以采用任意操作系统，如Android操作系统、iOS操作系统等。其中，所述网络设备包括一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和信息处理的电子设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、嵌入式设备等。所述网络设备包括但不限于计算机、网络主机、单个网络服务器、多个网络服务器集或多个服务器构成的云；在此，云由基于云计算(Cloud Computing)的大量计算机或网络服务器构成，其中，云计算是分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集组成的一个虚拟超级计算机。所述网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络、无线自组织网络(Ad Hoc网络)等。优选地，所述设备还可以是运行于所述用户设备、网络设备、或用户设备与网络设备、网络设备、触摸终端或网络设备与触摸终端通过网络相集成所构成的设备上的程序。
当然，本领域技术人员应能理解上述设备仅为举例，其他现有的或今后可能出现的设备如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或者更多，除非另有明确具体的限定。
图1示出了根据本申请一个方面的一种获取目标对象的地理位置信息的方法，该方法应用于计算机设备，具体包括步骤S101、步骤S102、步骤S103以及步骤S104。在步骤S101中，获取显示装置当前呈现的当前图像对应的坐标变换信息，其中，所述坐标变换信息包括对应屏幕坐标系变换至虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息，以及所述虚拟世界三维直角坐标系变换至地理坐标系的第二坐标变换信息；在步骤S102中，获取所述当前图像中待测算的目标对象在所述屏幕坐标系中的屏幕位置信息；在步骤S103中，获取对应参考数据信息，其中，所述参考数据信息包括参考位置信息或者参考距离信息；在步骤S104中，根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述参考数据信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息。例如，所述计算机设备包括但不限于用户设备、网络设备或者用户设备与网络设备的集合设备；其中，所述用户设备包括但不限于任何一种可与用户进行人机交互(例如通过触摸板进行人机交互)的移动电子产品，例如智能手机、平板电脑、无人机设备、智能眼镜、智能头盔等；所述网络设备包括但不限于计算机、网络主机、单个网络服务器、多个网络服务器集或多个服务器构成的云，例如，地面控制中心服务器等，其中，所述无人机设备包括利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行设备。
具体而言，在步骤S101中，获取显示装置当前呈现的当前图像对应的坐标变换信息，其中，所述坐标变换信息包括对应屏幕坐标系变换至虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息，以及所述虚拟世界三维直角坐标系变换至地理坐标系的第二坐标变换信息。例如，计算机设备包括摄像装置，用于采集当前场景的图像信息，如无人机设备的设备摄像头、智能眼镜的摄像头、PTZ监控摄像头或者手机摄像头等；在一些情形下，所述计算机设备还包括对应通信装置，用于与其他设备(例如，用户设备、地面控制中心等)建立对应通信连接并进行信息传输。计算机设备基于控制用户的操作或者预设指令采集当前场景的图像信息确定当前图像，例如，无人机设备基于预设航行路线进行飞行，在无人机设备飞行过程中通过摄像装置进行地面场景的采集从而确定当前图像，又如，对应用户佩戴智能眼镜通过摄像装置拍摄用户前方场景从而确定当前图像，还如，对应用户手持手机通过手机的前置/后置摄像头拍摄所处场景从而确定当前图像等。
在一些情形下，在已知摄像装置的内参的情形时，计算机设备可以从显示装置对应的屏幕坐标系转换至摄像坐标系，从而基于屏幕位置信息确定对应摄像坐标系下的空间坐标。其中，所述摄像坐标系通常被看作是一种特殊的“物体”坐标系，该“物体”坐标系就定义在摄像机的屏幕可视区域，如摄像机坐标系中，以摄像机光心为原点，x轴向右，z轴向后(朝向屏幕内)，y轴向上(不是世界的上方而是摄像机本身的上方)。进一步，我们可以设置一个虚拟世界三维直角坐标系作为中转坐标系，先将摄像坐标系中空间位置从对应摄像坐标系转换至对应虚拟世界三维直角坐标系中，再从虚拟世界三维直角坐标系转换至地理坐标系中，从而确定对应的地理位置信息。其中，对应虚拟世界三维直角坐标系中的坐标(Xa,Ya,Za)，一方面，Ya是指高度，(Xa,Za)是指通过投影算法将经纬度投影后的坐标值，另一方面，(Xa,Ya,Za)是指基于屏幕空间坐标系及逆视图投影矩阵变换后的坐标值。其中，所述坐标变换信息包括对应屏幕坐标系变换至虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息，以及所述虚拟世界三维直角坐标系变换至地理坐标系的第二坐标变换信息；在一些情形下，所述第一坐标变换由对应屏幕坐标系至摄像坐标系的第三坐标变换信息及所述摄像坐标系至虚拟世界三维直角坐标系的第四坐标变换信息确定。其中，所述第一、第二、第三、第四以及后续相似名词前缀等仅用于进行坐标变换信息在不同坐标系间变换，并不涉及任何先后、次序或者等级方面的排序等。具体地，所述地理坐标系包括基于全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)建立的坐标系统，由经纬度坐标及高度信息表示，如世界大地坐标系(World Geodetic System-1984Coordinate System，WGS84)、国家大地坐标系、西安坐标系等。例如，对应地理位置信息由地理坐标(B,L,H)表示，其中，L表示经度信息，B表示纬度信息，H表示高度(如海拔等)等。其中，经纬度信息可以通过GPS或者电子地图上取点获取，对应高度信息可以通过数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)或其他方式获取等，在此，地理坐标(B,L,H)的获取方式仅为举例，在此不做限定。
在一些实施方式中，所述步骤S101包括子步骤S1011(未示出)和子步骤S1012(未示出)；在步骤S1011中，获取对应摄像装置拍摄所述当前图像时的摄像位置信息、摄像姿态信息、所述摄像参数信息以及对应屏幕参数信息；在步骤S1012中，根据所述摄像位置信息、摄像姿态信息、所述摄像参数信息以及所述屏幕参数信息确定对应的坐标变换信息，其中，所述坐标变换信息包括对应屏幕坐标系变换至虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息，以及所述虚拟世界三维直角坐标系变换至地理坐标系的第二坐标变换信息。例如，所述计算机设备还包括显示装置，用于呈现当前图像，如显示屏等。计算机设备获取当前图像时还能够获取到对应摄像装置对应的摄像位姿信息，该摄像位姿信息包括对应摄像装置的摄像位置信息及摄像姿态信息等，其中，所述摄像位置信息包括但不限于摄像装置的相对位置信息或者绝对位置信息(例如，摄像装置对应的摄像坐标系原点的相对位置信息或者绝对位置信息)，其中，相对位置信息包括但不限于该摄像装置对应的摄像坐标系原点(例如，摄像装置的中心等)在三维坐标系中的三维坐标信息，对应绝对位置信息包括该摄像装置对应的摄像坐标系原点(例如，摄像装置的中心等)的经纬度信息及海拔信息等。相应地，对应计算机设备还可以获取显示装置的显示屏幕对应的屏幕参数信息，该屏幕参数信息用于指示该屏幕的显示范围对应的像素宽度W和像素高度H等，在一些实施方式中，该像素宽度W和像素高度H与图像的分辨率相同(如分辨率W*H)等。
在一些情形下，忽略对应用户设备(例如，无人机设备或者智能眼镜等)与摄像装置之间的平移关系，可以直接将用户设备的实时地理位置信息确定为摄像装置的实时摄像位置信息；在另一些情形下，先确定拍摄当前图像时用户设备的实时地理位置信息，并基于该实时地理位置信息及摄像装置与用户设备的平移关系，确定该摄像装置的实时摄像位置信息等，其中，所述平移关系包括该摄像装置对应的摄像坐标系的原点相对于用户设备对应的坐标系的原点的平移关系等。所述摄像装置的摄像姿态信息包括该摄像装置在拍摄当前图像时的摄像角度信息，在一些情形下，该摄像装置调整对应的摄像角度信息，具体地，角度包括yaw/pitch/roll三轴角度信息，yaw为偏航角，pitch为俯仰角，roll为翻滚角等，当用户设备为无人机设备时，摄像角度由云台提供，当用户设备为智能眼镜或手机等时，摄像角度通过对应姿态传感器(如三轴陀螺仪等)获取等。
在此，所述摄像位置信息、所述摄像姿态信息用于确定所述摄像坐标系至对应虚拟世界三维直角坐标系的第四坐标变换信息，所述摄像参数信息及屏幕参数信息用于确定对应屏幕坐标系至摄像坐标系的第三坐标变换信息，从而基于该第三坐标变换信息、第四坐标变换信息确定该屏幕坐标系变换至虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息。具体地，如在一些实施方式中，在步骤S1012中，根据所述摄像参数信息、所述屏幕参数信息确定对应屏幕坐标系变换至摄像坐标系的第三坐标变换信息，根据所述摄像位置信息、所述摄像姿态信息确定所述摄像坐标系变换对应虚拟世界三维直角坐标系的第四坐标变换信息，以确定所述屏幕坐标系变换至所述虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息；获取所述虚拟世界三维直角坐标系变换至对应地理坐标系的第二坐标变换信息。例如，我们通过标定摄像装置的内参参数计算透视关系，摄像装置通过计算机视觉常用标定算法标定，获得其摄像装置无变焦时摄像参数信息，对应摄像参数信息包括但不限于长焦距，短焦距、长轴光心偏移、短轴光心偏移等，并通过应用程序接口获取的摄像装置初始变焦大小、当前图像宽W、高H；对应当前图像宽高与屏幕参数信息的显示范围的像素宽高相同。在一些实施方式中，所述根据所述摄像参数信息、所述屏幕参数信息确定对应屏幕坐标系变换至摄像坐标系的第三坐标变换信息，包括：根据所述摄像参数信息确定所述摄像装置的屏幕空间坐标系变换至对应摄像坐标系的投影变换信息；根据所述屏幕参数信息确定所述屏幕坐标系变换至所述屏幕空间坐标系的第五坐标变换信息；根据所述投影变换信息及所述第五坐标变换信息确定所述屏幕坐标系变换至所述摄像坐标系的第三坐标变换信息。例如，我们设远平面F和近平面N，假设摄像头支持变焦的透视投影矩阵，设相对变焦倍数为z0，则可以确定摄像坐标系至屏幕空间坐标系的透视投影矩阵：
Figure BDA0003936988430000091
其中，当标定内参时不是一倍变焦，相对变焦倍数是基于标定时变焦的倍数确定，如，标定内参时摄像机的变焦倍数是4倍，实时变焦倍数是8倍，则相对变焦倍数z0为8/4＝2倍，fx和fy代表云台相机焦距，cx和cy代表主点坐标。fx、fy、cx、cy可通过相机标定得到。该透视投影矩阵信息描述了摄像坐标系到屏幕空间坐标系(例如，裁剪坐标系、标准化设备坐标系等)的变换关系，透视投影矩阵的变换本质，是将视锥体变换到裁剪空间中，视锥体具有六个面，近裁剪面，远裁剪面，左裁剪面，右裁剪面，上裁剪面，下裁剪面，所有超出视锥体的都会被舍弃，也就是被裁剪，我们之后的操作都是对视锥体内部进行计算。当采集设备不支持变焦/无变焦/一倍变焦时，z0＝1带入上式，得到摄像坐标系至屏幕空间坐标系的透视投影矩阵：
Figure BDA0003936988430000092
基于上述透视投影矩阵进行逆变换即可确定屏幕空间坐标系变换至摄像坐标系的投影变换信息。进一步地，所述屏幕空间坐标系是一个x、y和z值在-1.0到1.0的一小段空间坐标系，任何落在范围外的坐标都会被丢弃/裁剪，不会显示在当前屏幕上。我们可以基于前述屏幕空间坐标系，获取所述屏幕坐标系变换至对应屏幕空间坐标系的第五坐标变换信息，如获取所述摄像装置采集的所述当前图像的像素范围信息(例如，像素宽度和像素高度)，根据所述像素范围信息确定所述屏幕坐标系变换至对应屏幕空间坐标系的坐标变换信息，从而根据所述第五坐标变换信息、所述投影变换信息确定所述屏幕坐标系变换至所述摄像坐标系的第三坐标变换信息。例如，在屏幕坐标xs,ys处点击打标签，此时屏幕宽高为W，H，像素深度D，分别确定远平面、近平面在屏幕空间坐标系中点位置(xn,yn,zn)，得到两组点位置(xn,yn,zn)，其中近平面D为0.0，远平面D为1.0，具体变换如下：
1)将屏幕坐标转换成空间坐标：
Figure BDA0003936988430000101
Figure BDA0003936988430000102
zndc＝D (5)
2)将该空间坐标映射到屏幕空间坐标系：
xn＝xndc×2-1 (6)
yn＝yndc×2-1 (7)
zn＝zndc×2-1 (8)
基于上述过程将屏幕坐标转换至屏幕空间坐标系从而确定对应远平面、近平面上的两个空间点，后续坐标变换时也仅需对该两个空间点进行变换即可。
在一些实施方式中，所述根据所述摄像位置信息、所述摄像姿态信息确定所述摄像坐标系变换对应虚拟世界三维空间坐标系的第四坐标变换信息，包括：根据所述摄像位置信息确定所述摄像装置的摄像坐标系变换至所述虚拟世界三维直角坐标系的坐标偏移信息，根据所述摄像姿态信息确定所述摄像坐标系变换至所述虚拟世界三维直角坐标系的坐标旋转信息，以确定所述摄像坐标系变换对应虚拟世界三维直角坐标系的第四坐标变换信息。例如，计算机设备可以获取到对应用户设备的角度信息(φ,θ,λ)，其中，φ,θ,λ分别对应pitch、yaw、roll。在此，我们可以直接将该角度信息确定为摄像装置的摄像姿态信息，或者基于该用户设备角度信息进行坐标轴转换将角度信息的各个角度转换至摄像坐标系下从而确定对应的摄像姿态信息等。在一些情形下，根据所述摄像位置信息确定所述虚拟世界三维直角坐标系变换至所述摄像装置的摄像坐标系的平移矩阵信息，如根据前述第二坐标变换信息的逆变换将地理坐标变换至虚拟世界三维直角坐标系下确定对应坐标(X，Y，Z)后，对应平移矩阵：
Figure BDA0003936988430000111
在另一些情形下，所述计算机设备确定对应处于摄像坐标系下的摄像姿态信息后，计算机设备可以根据角度信息确定所述虚拟世界三维直角坐标系变换至所述摄像装置的摄像坐标系的旋转矩阵信息，例如，
Figure BDA0003936988430000112
Figure BDA0003936988430000113
Figure BDA0003936988430000114
基于前述式(10)—(12)，我们可以确定角度信息对应的旋转矩阵：
Rcamera＝RyRxRz (13)
其中，旋转顺序可以变化，不同的旋转顺序对应的旋转矩阵不同，在此不做限定。在一些情形下，若旋转云台是左手坐标系，则需将角度信息(φ,θ,λ)转换成右手坐标系下的角度信息后再进行旋转矩阵的计算等。
此时，
Mcamera＝RcameraTcamera (14)
进一步，我们可以确定所述虚拟世界三维直角坐标系变换至摄像装置的摄像坐标系的变换矩阵信息：
Figure BDA0003936988430000115
在此，记Mprojview＝MprojMview，可以理解为虚拟世界三维直角坐标系到屏幕空间坐标系的变换矩阵，基于该变换矩阵进行逆变换即可确定屏幕空间坐标系至虚拟世界三维直角坐标系的变换矩阵，再结合前述屏幕坐标系至屏幕空间坐标系的第五坐标变换信息，可以确定屏幕坐标系至虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息。
在一些实施方式中，所述获取所述虚拟世界三维直角坐标系变换至对应地理坐标系的第二坐标变换信息，包括：通过投影算法确定所述虚拟世界三维直角坐标系变换至对应地理坐标系的第二坐标变换信息。在一些实施例中，可以通过预设投影算法的逆算法确定虚拟世界三维直角坐标系变换至对应地理坐标系的第二坐标变换信息，其中，所述投影算法包括但不限于墨卡托投影、web墨卡托投影、通用墨卡尔投影、高斯投影、米勒投影、兰伯特投影、以及不经过投影以地心为坐标原点的地心坐标系等。以下以墨卡托投影为例阐述以下实施例，本领域技术人员应能理解该等实施例同样适用于其他投影算法。具体地，将虚拟世界三维直角坐标系下的坐标(Xb,Yb,Zb)转换到地理坐标(Ba,La,Ha)：
Figure BDA0003936988430000121
Ha＝Yb (17)
Figure BDA0003936988430000122
其中，
Figure BDA0003936988430000123
前述式(16)-(19)中，a为椭球体长半轴，取WGS84椭球体参数6378137；
b为椭球体短半轴，取WGS84椭球体参数6356752.3142；
f为扁率，即(a-b)/a；
e为第一偏心率，即
Figure BDA0003936988430000124
e’为第二偏心率，即
Figure BDA0003936988430000125
N为卯酉圈曲率半径，即
Figure BDA0003936988430000126
R为子午圈曲率半径，即
Figure BDA0003936988430000127
Ba为纬度，La为经度；
Xb为横直角坐标，Zb为纵直角坐标，Yb为高度坐标；
且墨卡托投影反解公式：(Xb,Zb)→(Ba,La)，原点纬度B0，原点经度L0。
在步骤S102中，获取所述当前图像中待测算的目标对象在所述屏幕坐标系中的屏幕位置信息。其中，目标对象可以是用户任意关注的对象，例如，对应目标对象为基于用户在当前图像中的指定操作(如点击、框选等操作)确定的对象等，如地面上建筑或者街道等；例如，对应目标对象为任意空间位置点、线段、区域等，空间位置点、线段、区域等可以是某地理位置、街道位置、建筑位置或其他任意空间点、线段、区域等。又如，对应目标对象为基于数据库中相关模板特征识别的当前图像中的识别对象等，如地面上标识建筑或者目标标识物等。在一些情形下，通过显示装置中对应显示屏幕的像素范围等，并基于目标对象在当前图像中的模板信息或者点选位置等，可以确定该目标对象在屏幕坐标系中的屏幕位置信息。在一些情形下，该标识点或者空间点可以带有对应指示信息(例如，位置指示、名称指示或者其他操作指示等)。所述屏幕坐标系是指以显示装置的整个屏幕确定的二维平面坐标系，例如，以显示屏幕的左上角为坐标原点，X轴向右为正，Y轴向下为正的二维直角坐标系等，其中，对应屏幕坐标信息中X、Y坐标为对应平面坐标信息。
在步骤S103中，获取对应参考数据信息，其中，所述参考数据信息包括参考位置信息或者参考距离信息。例如，由于本方案中仅能获取到目标对象的屏幕位置信息，该屏幕位置信息为目标对象在屏幕中的平面坐标信息(例如，某一个平面点坐标或者点集坐标等)，为了便于计算该目标对象的地理位置，将该目标对象从屏幕坐标系转换至对应地理坐标系的过程中，我们需要建立对应参考基准，例如，通过多个已知地理位置信息的定位点，还如，目标对象或者某已知定位点距离摄像装置的距离信息等。
在步骤S104中，根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述参考数据信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息。例如，计算机设备获取到对应屏幕位置信息后，基于前述第一坐标变换信息可以确定屏幕位置信息对应屏幕点在虚拟世界三维直角坐标系中的射线信息，从而根据该射线信息与参考数据信息确定屏幕点在虚拟世界三维直角坐标系中的目标点，从而根据第二坐标变换信息将目标点的空间坐标转换至地理坐标系下，确定目标对象的地理位置信息。
在一些情形下，所述参考数据信息为多个高程点的地理位置信息时，我们可以通过高程点数据建立地表模型从而计算对应射线信息与地表的交点，从而确定目标点的空间坐标，进而确定目标对象的地理位置信息。如在一些实施方式中，在步骤S103中，获取所述当前图像相关区域的多个高程点的地理位置信息，其中，所述地理位置信息与所述地理坐标系相对应；其中，在步骤S104中，根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述多个高程点的地理位置信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息。例如，计算机设备根据业务需求加载用户设备采集的当前图像附近一定范围(如1000m或者5000m等)的高程数据，如获通过加载附近区域的数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)或数字地表模型(Digital Surface Model，DSM)对应的多个高程点的地理位置信息，以一个高程点地理位置信息为例，对应地理位置信息用(B,L,H)来表示。计算机设备将多个高程点的地理位置信息基于所述第二坐标变换信息的逆变换将地理坐标系转换至虚拟世界三维直角坐标系中。具体地，将地理坐标(B,L,H)转换到虚拟世界三维直角坐标系，转换后坐标为(X,Y,Z)。
通过GPS等传感器获得的位置信息单位是角度，墨卡托算法的经纬度的单位是弧度，先将角度转换成弧度，再进行墨卡托算法：弧度度数(rad)＝(角度数/180)π
Figure BDA0003936988430000141
Y＝H (21)
X＝K(L-L0) (22)
其中，
Figure BDA0003936988430000142
a--椭球体长半轴，b--椭球体短半轴，f--扁率(a-b)/a，e--第一偏心率
Figure BDA0003936988430000143
Figure BDA0003936988430000144
e’--第二偏心率
Figure BDA0003936988430000145
N--卯酉圈曲率半径
Figure BDA0003936988430000151
R--子午圈曲率半径
Figure BDA0003936988430000152
B--纬度，L--经度，单位弧度(RAD)
Z--纵直角坐标,X--横直角坐标,Y--坐标，单位米(M)
墨卡托投影正解公式：(B,L)→(X,Z)，原点纬度B0，原点经度L0
其中，附近区域的高程数据可以根据预设规则，如以摄像装置为中心的一定范围，或者以是当前图像的图像中心为中心的一定范围内的高程点，还如，根据预设区域划分及当前图像采集区域所落入的区域确定所属区域的高程点等。计算机设备可以根据多个高程点的地理位置信息确定对应地表模型，从而确定屏幕位置信息对应射线信息与该地表模型的交点，将对应交点坐标转换至地理坐标系中从而确定目标对象的地理位置信息。
在一些实施方式中，所述步骤S104包括子步骤S1041(未示出)、子步骤S1042(未示出)、子步骤S1043(未示出)以及子步骤S1044(未示出)；在步骤S1041中，根据所述屏幕位置信息及所述第一坐标变换信息确定所述目标对象在所述虚拟世界三维直角坐标系中的射线信息；在步骤S1042中，根据所述第二坐标变换信息的逆变换及所述多个高程点的地理位置信息确定所述虚拟世界三维直角坐标系对应的多个三角形网格信息；在步骤S1043中，根据所述射线信息及所述多个三角形网格信息确定对应交点坐标信息；在子步骤S1044中，根据所述第二坐标变换信息将所述交点坐标信息变换至地理坐标系中，从而确定所述目标对象的地理位置信息。例如，计算机设备载入DEM数据并转换确定附近一定范围内多个高程点在虚拟世界三维直角坐标系的空间坐标后，可以根据多个空间坐标生成对应的三角形网格信息(例如，由多个高程点组成的N个三角形)，例如，生成不规则三角网(TriangulatedIrregular Network，TIN)等，在此，具体三角形网格信息的生成方法不做限制。我们可以将该三角形网格信息作为对应地表模型，从而基于射线信息及该三角形网格信息计算对应交点，将距离摄像装置最近的交点确定为目标对象与地表的交点，从而基于第二坐标变换确定目标对象的地理位置信息。
在一些实施方式中，第一坐标变换信息包括屏幕坐标系变换至对应屏幕空间坐标系的第五坐标变换信息、所述屏幕空间坐标系变换至对应摄像坐标系的投影变换信息以及所述摄像坐标系变换对应虚拟世界三维直角坐标系的第四坐标变换信息；其中，在步骤S1041中，根据所述屏幕位置信息确定所述目标对象与远平面、近平面在所述屏幕空间坐标系的远平面交点、近平面交点，根据所述投影变换信息及所述第四坐标变换信息将所述远平面交点、所述近平面交点变换至所述虚拟世界三维直角坐标系中，确定对应远平面空间点、近平面空间点，根据所述远平面空间点、所述近平面空间点的点坐标确定对应射线信息，其中，所述射线的原点为所述近平面空间点。例如，计算机设备基于屏幕位置信息对应平面位置，通过前述屏幕坐标系变换至屏幕空间坐标系的转换关系确定对应远平面、近平面的两组屏幕空间坐标(xn,yn,zn)后，并将其转换至虚拟世界三维直角坐标下，从而得到两组空间点位置(Xa,Ya,Za)。具体过程如下：
Figure BDA0003936988430000161
Figure BDA0003936988430000162
Figure BDA0003936988430000163
Figure BDA0003936988430000164
基于上述坐标转换，可以确定远平面点空间坐标(Xf,Yf,Zf)，近平面点空间坐标(Xc,Yc,Zc)，进而根据两个空间点确定对应射线信息的射线方向(xdir,ydir,zdir)，该射线信息的原点为近平面点：
xdir＝Xf-Xc (27)
ydir＝Yf-Yc (28)
zdir＝Zf-Zc (29)
在一些情形下，为了计算方便，计算机设备还可以将射线方向(xdir,ydir,zdir)对应的三维向量进行单位化，确定该射线信息对应的单位向量等。
在一些实施方式中，在步骤S1043中，确定所述多个三角形网格信息对应的一个或多个边界框信息；根据所述射线信息与所述一个或多个边界框信息依次进行相交检测，若所述射线信息与所述一个或多个边界框信息中某边界框信息相交，则将所述某边界框信息确定为目标边界框信息；根据所述目标边界框信息与所述射线信息确定对应的交点坐标信息。例如，由于不规则三角形网格数量多，依次判断射线与每个三角形网格是否相交对应的计算量较大，我们可以取三角形网格对应的一个或多个边界框信息，通过边界框与射线相交判断减少对应计算，提高对应检测效率等。如，根据多个三角形网格信息，确定该多个三角形网格对应的边界框信息，如外接长方体、球体等，具体地，如根据多个三角形网格确定对应的轴对齐边界框(Axis Aligned Bounding Box，AABB盒)。划分AABB盒的作用就是把整个地形分N*M块进行简单检测，其中，AABB盒划分方法包括：1)Max-min表示法：使用一个右上角和左下角的点来唯一的定义一个边界框；2)Center-radious表示法：用center点来表示中点，radious是一个数组，保存了包围盒在x方向，y方向，z方向上的半径；3)Min-Width表示方法：用min来定义左下角的点，使用width来保存在x，y，z方向上的长度。其中，每个边界框信息可以是与对应三角形一一对应，或者通过相同或不同大小的边界框信息对多个三角形网格进行划分等。计算机设备依次判断射线信息和至少一个AABB盒是否相交，若对应AABB盒不相交，则拒绝该AABB盒包含的三角形网格，即该AABB盒中包含的三角形网格不存在与射线信息相交的点，无需进行该AABB盒包含的三角形网格与射线信息的进一步计算；若某AABB和与射线相交，则记录该相交的AABB盒为目标边界框信息，后续需要进行该AABB盒包含的三角形网格与射线信息的进一步计算。在一些实施例中，计算机设备先根据射线信息及对应一个或多个边界框信息确定与该射线相交的目标边界框信息，再根据目标边界框信息中的三角形网格，确定对应三角形网格与射线的至少一个交点，从而从至少一个交点中确定最终的相交点等。在另一些实施例中，计算机设备根据多个三角形网格信息，确定该多个三角形网格对应的一个或多个一层边界框信息，然后确定该一层边界框信息对应的一个或多个二层边界框信息。计算机设备先根据射线信息及对应一个或多个二层边界框信息确定与该射线相交的目标二层边界框信息，再根据射线信息及目标二层边界框信息确定与该射线相交的目标一层边界框信息，再根据目标一层边界框信息中的三角形网格，确定对应三角形网格与射线的至少一个交点，从而从至少一个交点中确定最终的相交点等。如在一些实施方式中，所述根据所述目标边界框信息与所述射线信息确定对应的交点坐标信息，包括：根据所述射线信息及所述目标边界框信息对应的目标三角形网格信息确定至少一个相交点，从所述至少一个相交点中确定距离所述摄像装置最近的相交点，将该相交点的空间坐标信息确定为对应的交点坐标信息。例如，计算机设备确定与射线相交的AABB盒之后，读取相交的AABB盒中包含的三角形网格，将相交的AABB盒中包含的三角形网格信息确定为目标三角形网格信息。进一步，计算机设备依次判断目标三角形网格信息和射线相交(例如，使用Badouel的简单策略先判断射线和包含三角形的平面的交点)，从而确定对应一个或多个交点，若仅有一个交点，则计算机设备可以直接将该相交点的空间坐标确定为交点坐标信息。若存在多个交点，则取距离摄像装置最近的交点作为对应相交点，例如，计算机设备取离摄像装置最近的交点的空间坐标为屏幕坐标对应的在虚拟世界三维直角坐标系中的空间坐标(Xb,Yb,Zb)。后续，基于第二坐标变换信息将该虚拟世界三维直角坐标系中的空间坐标(Xb,Yb,Zb)变换至地理坐标系中，从而确定所述目标对象的地理位置信息。具体地，在一些实施方式中，所述根据所述射线信息及所述目标边界框信息对应的目标三角形网格信息确定至少一个相交点，包括：根据所述射线信息与所述目标三角形网格信息中的一个或多个目标三角形网格信息依次进行相交检测，若所述射线信息与所述一个或多个目标三角形网格信息中某目标三角形网格信息所在平面相交，且对应交点处于所述某目标三角形网格信息内部，则将该交点确定为对应的相交点，以获取对应至少一个相交点。例如，计算机设备确定对应的目标三角形网格信息后，将射线与每个目标三角形网格信息进行判断，先确定射线信息与目标三角形网格信息所在平面是否相交，若相交，则计算射线信息与该平面的交点，并判断该交点是否在目标三角形网格信息内部(例如，计算该交点的重心坐标是否在目标三角形内)，若是，则将该交点确定为相交点。若否，则舍去该目标三角形网格信息等。
在一些情形下，所述计算机设备还包括激光测距装置，用于测量目标对象距离摄像装置的距离信息，将对应距离信息作为参考数据信息。在一些实施方式中，所述摄像装置与对应激光测距装置平行设置；其中，在步骤S102中，将所述当前图像在所述显示装置的屏幕中心的中心坐标信息确定为待测算的目标对象在所述屏幕坐标系中的屏幕位置信息；其中，在步骤S103中，获取所述测距装置测量的所述目标对象与所述摄像装置的距离信息；其中，在步骤S104中，根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述距离信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息。例如，我们将激光测距装置与摄像装置平行设置，换言之，激光测距装置的激光所在直线方向与摄像装置的光轴平行，为了简化计算过程，我们可以直接将所述当前图像在所述屏幕中心的中心坐标信息确定为待测算的目标对象在所述屏幕坐标系中的屏幕位置信息，进而基于该屏幕位置信息确定对应射线信息，并基于该射线信息、距离信息等确定对应目标对象在虚拟世界三维直角坐标系中的空间坐标，从而根据第二坐标变换信息将其转换至地理坐标系确定目标对象的地理位置信息。具体地，在一些实施方式中，所述根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述距离信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息，包括：根据所述屏幕位置信息及所述第一坐标变换信息确定所述目标对象在所述虚拟世界三维直角坐标系中的射线信息，其中，所述射线信息包括射线方向和原点信息；根据所述射线信息及所述距离信息确定所述目标对象在所述虚拟世界三维直角坐标系中的目标空间位置信息；根据所述目标空间位置信息及所述第二坐标变换信息确定所述目标对象在地理坐标系的地理位置信息。例如，基于前述射线信息的确定过程，以当前图像中心为基准点可算出虚拟世界三维直角坐标系中的射线原点和方向，其中，原点为近平面点，同时记激光测距设备测距成功确定的距离信息为dl，则测距目标空间位置坐标(Xb,Yb,Zb)计算：
Xb＝Xc+xdir*dl (30)
Yb＝Yc+ydir*dl (31)
Zb＝Zc+zdir*dl (32)
计算机设备确定屏幕中心与地表的相交点的空间位置(Xb,Yb,Zb)后，可以根据第二坐标变换信息将其转换至地理坐标系中，确定对应地理位置信息(Ba,La,Ha)。在一些情形下，计算机设备可以将该目标对象的地理位置信息存储于地理信息库中，生成对应地理标签信息，该地理标签信息可以包含该目标对象的地理位置信息和/或空间位置信息等。
上文主要对本申请的一个方面的一种获取目标对象的地理位置信息的方法对应的各实施例进行了介绍，此外，本申请还提供了能够实施上述各实施例的具体设备，下面我们结合图2进行介绍。
图2示出了根据本申请一个方面的一种获取目标对象的地理位置信息的计算机设备100，具体包括一一模块101、一二模块102、一三模块103以及一四模块104。一一模块101，用于获取显示装置当前呈现的当前图像对应的坐标变换信息，其中，所述坐标变换信息包括对应屏幕坐标系变换至虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息，以及所述虚拟世界三维直角坐标系变换至地理坐标系的第二坐标变换信息；一二模块102，用于获取所述当前图像中待测算的目标对象在所述屏幕坐标系中的屏幕位置信息；一三模块103，用于获取对应参考数据信息，其中，所述参考数据信息包括参考位置信息或者参考距离信息；一四模块104，用于根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述参考数据信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息。
在一些实施方式中，所述一一模块101包括一一一单元(未示出)和一一二单元(未示出)；一一一单元，用于获取对应摄像装置拍摄所述当前图像时的摄像位置信息、摄像姿态信息、所述摄像参数信息以及对应屏幕参数信息；一一二单元，用于根据所述摄像位置信息、摄像姿态信息、所述摄像参数信息以及所述屏幕参数信息确定对应的坐标变换信息，其中，所述坐标变换信息包括对应屏幕坐标系变换至虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息，以及所述虚拟世界三维直角坐标系变换至地理坐标系的第二坐标变换信息。
在一些实施方式中，一一二单元，用于根据所述摄像参数信息、所述屏幕参数信息确定对应屏幕坐标系变换至摄像坐标系的第三坐标变换信息，根据所述摄像位置信息、所述摄像姿态信息确定所述摄像坐标系变换对应虚拟世界三维直角坐标系的第四坐标变换信息，以确定所述屏幕坐标系变换至所述虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息；获取所述虚拟世界三维直角坐标系变换至对应地理坐标系的第二坐标变换信息。
在一些实施方式中，所述根据所述摄像参数信息、所述屏幕参数信息确定对应屏幕坐标系变换至摄像坐标系的第三坐标变换信息，包括：根据所述摄像参数信息确定所述摄像装置的屏幕空间坐标系变换至对应摄像坐标系的齐次透视投影变换信息；根据所述屏幕参数信息确定所述屏幕坐标系变换至所述屏幕空间坐标系的第五坐标变换信息；根据所述齐次透视投影变换信息及所述第五坐标变换信息确定所述屏幕坐标系变换至所述摄像坐标系的第三坐标变换信息。
在一些实施方式中，所述根据所述摄像位置信息、所述摄像姿态信息确定所述摄像坐标系变换对应虚拟世界三维空间坐标系的第四坐标变换信息，包括：根据所述摄像位置信息确定所述摄像装置的摄像坐标系变换至所述虚拟世界三维直角坐标系的坐标偏移信息，根据所述摄像姿态信息确定所述摄像坐标系变换至所述虚拟世界三维直角坐标系的坐标旋转信息，以确定所述摄像坐标系变换对应虚拟三维直角坐标系的第四坐标变换信息。
在一些实施方式中，所述获取所述虚拟世界三维直角坐标系变换至对应地理坐标系的第二坐标变换信息，包括：通过投影算法确定所述虚拟世界三维直角坐标系变换至对应地理坐标系的第二坐标变换信息。
在一些实施方式中，一三模块103，用于获取所述当前图像相关区域的多个高程点的地理位置信息，其中，所述地理位置信息与所述地理坐标系相对应；其中，一四模块104，用于根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述多个高程点的地理位置信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息。
在一些实施方式中，所述一四模块104包括一四一单元(未示出)、一四二单元(未示出)、一四三单元(未示出)以及一四四单元(未示出)；一四一单元，用于根据所述屏幕位置信息及所述第一坐标变换信息确定所述目标对象在所述虚拟世界三维直角坐标系中的射线信息；一四二单元，用于根据所述第二坐标变换信息的逆变换及所述多个高程点的地理位置信息确定所述虚拟世界三维直角坐标系对应的多个三角形网格信息；一四三单元，用于根据所述射线信息及所述多个三角形网格信息确定对应交点坐标信息；一四四单元，用于根据所述第二坐标变换信息将所述交点坐标信息变换至地理坐标系中，从而确定所述目标对象的地理位置信息。
在一些实施方式中，第一坐标变换信息包括屏幕坐标系变换至对应屏幕空间坐标系的第五坐标变换信息、所述屏幕空间坐标系变换至对应摄像坐标系的齐次透视投影变换信息以及所述摄像坐标系变换对应虚拟世界三维直角坐标系的第四坐标变换信息；其中，一四一单元，用于根据所述屏幕位置信息确定所述目标对象与远平面、近平面在所述屏幕空间坐标系的远平面交点、近平面交点，根据所述齐次透视投影变换信息及所述第四坐标变换信息将所述远平面交点、所述近平面交点变换至所述虚拟世界三维直角坐标系中，确定对应远平面空间点、近平面空间点，根据所述远平面空间点、所述近平面空间点的点坐标确定对应射线信息，其中，所述射线的原点为所述近平面空间点。
在一些实施方式中，一四三单元，用于确定所述多个三角形网格信息对应的一个或多个边界框信息；根据所述射线信息与所述一个或多个边界框信息依次进行相交检测，若所述射线信息与所述一个或多个边界框信息中某边界框信息相交，则将所述某边界框信息确定为目标边界框信息；根据所述目标边界框信息与所述射线信息确定对应的交点坐标信息。
在一些实施方式中，所述根据所述目标边界框信息与所述射线信息确定对应的交点坐标信息，包括：根据所述射线信息及所述目标边界框信息对应的目标三角形网格信息确定至少一个相交点，从所述至少一个相交点中确定距离所述摄像装置最近的相交点，将该相交点的空间坐标信息确定为对应的交点坐标信息。
在一些实施方式中，所述根据所述射线信息及所述目标边界框信息对应的目标三角形网格信息确定至少一个相交点，包括：根据所述射线信息与所述目标三角形网格信息中的一个或多个目标三角形网格信息依次进行相交检测，若所述射线信息与所述一个或多个目标三角形网格信息中某目标三角形网格信息所在平面相交，且对应交点处于所述某目标三角形网格信息内部，则将该交点确定为对应的相交点，以获取对应至少一个相交点。
在一些实施方式中，所述摄像装置与对应激光测距装置平行设置；其中，一二模块102，用于将所述当前图像在所述显示装置的屏幕中心的中心坐标信息确定为待测算的目标对象在所述屏幕坐标系中的屏幕位置信息；其中，一三模块103，用于获取所述测距装置测量的所述目标对象与所述摄像装置的距离信息；其中，一四模块104，用于根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述距离信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息。
在一些实施方式中，所述根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述距离信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息，包括：根据所述屏幕位置信息及所述第一坐标变换信息确定所述目标对象在所述虚拟世界三维直角坐标系中的射线信息，其中，所述射线信息包括射线方向和原点信息；根据所述射线信息及所述距离信息确定所述目标对象在所述虚拟世界三维直角坐标系中的目标空间位置信息；根据所述目标空间位置信息及所述第二坐标变换信息确定所述目标对象在地理坐标系的地理位置信息。
在此，所述一一模块101、一二模块102、一三模块103以及一四模块104对应的具体实施方式与前述步骤S101、步骤S102、步骤S103以及步骤S104的实施例相同或相似，因而不再赘述，以引用的方式包含于此。
除上述各实施例介绍的方法和设备外，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机代码，当所述计算机代码被执行时，如前任一项所述的方法被执行。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品被计算机设备执行时，如前任一项所述的方法被执行。
本申请还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个计算机程序；
当所述一个或多个计算机程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如前任一项所述的方法。
图3示出了可被用于实施本申请中所述的各个实施例的示例性系统；
如图3所示在一些实施例中，系统300能够作为各所述实施例中的任意一个上述设备。在一些实施例中，系统300可包括具有指令的一个或多个计算机可读介质(例如，系统存储器或NVM/存储设备320)以及与该一个或多个计算机可读介质耦合并被配置为执行指令以实现模块从而执行本申请中所述的动作的一个或多个处理器(例如，(一个或多个)处理器305)。
对于一个实施例，系统控制模块310可包括任意适当的接口控制器，以向(一个或多个)处理器305中的至少一个和/或与系统控制模块310通信的任意适当的设备或组件提供任意适当的接口。
系统控制模块310可包括存储器控制器模块330，以向系统存储器315提供接口。存储器控制器模块330可以是硬件模块、软件模块和/或固件模块。
系统存储器315可被用于例如为系统300加载和存储数据和/或指令。对于一个实施例，系统存储器315可包括任意适当的易失性存储器，例如，适当的DRAM。在一些实施例中，系统存储器315可包括双倍数据速率类型四同步动态随机存取存储器(DDR4SDRAM)。
对于一个实施例，系统控制模块310可包括一个或多个输入/输出(I/O)控制器，以向NVM/存储设备320及(一个或多个)通信接口325提供接口。
例如，NVM/存储设备320可被用于存储数据和/或指令。NVM/存储设备320可包括任意适当的非易失性存储器(例如，闪存)和/或可包括任意适当的(一个或多个)非易失性存储设备(例如，一个或多个硬盘驱动器(HDD)、一个或多个光盘(CD)驱动器和/或一个或多个数字通用光盘(DVD)驱动器)。
NVM/存储设备320可包括在物理上作为系统300被安装在其上的设备的一部分的存储资源，或者其可被该设备访问而不必作为该设备的一部分。例如，NVM/存储设备320可通过网络经由(一个或多个)通信接口325进行访问。
(一个或多个)通信接口325可为系统300提供接口以通过一个或多个网络和/或与任意其他适当的设备通信。系统300可根据一个或多个无线网络标准和/或协议中的任意标准和/或协议来与无线网络的一个或多个组件进行无线通信。
对于一个实施例，(一个或多个)处理器305中的至少一个可与系统控制模块310的一个或多个控制器(例如，存储器控制器模块330)的逻辑封装在一起。对于一个实施例，(一个或多个)处理器305中的至少一个可与系统控制模块310的一个或多个控制器的逻辑封装在一起以形成系统级封装(SiP)。对于一个实施例，(一个或多个)处理器305中的至少一个可与系统控制模块310的一个或多个控制器的逻辑集成在同一模具上。对于一个实施例，(一个或多个)处理器305中的至少一个可与系统控制模块310的一个或多个控制器的逻辑集成在同一模具上以形成片上系统(SoC)。
在各个实施例中，系统300可以但不限于是：服务器、工作站、台式计算设备或移动计算设备(例如，膝上型计算设备、手持计算设备、平板电脑、上网本等)。在各个实施例中，系统300可具有更多或更少的组件和/或不同的架构。例如，在一些实施例中，系统300包括一个或多个摄像机、键盘、液晶显示器(LCD)屏幕(包括触屏显示器)、非易失性存储器端口、多个天线、图形芯片、专用集成电路(ASIC)和扬声器。
需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
另外，本申请的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本申请的方法和/或技术方案。本领域技术人员应能理解，计算机程序指令在计算机可读介质中的存在形式包括但不限于源文件、可执行文件、安装包文件等，相应地，计算机程序指令被计算机执行的方式包括但不限于：该计算机直接执行该指令，或者该计算机编译该指令后再执行对应的编译后程序，或者该计算机读取并执行该指令，或者该计算机读取并安装该指令后再执行对应的安装后程序。在此，计算机可读介质可以是可供计算机访问的任意可用的计算机可读存储介质或通信介质。
通信介质包括藉此包含例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的通信信号被从一个系统传送到另一系统的介质。通信介质可包括有导的传输介质(诸如电缆和线(例如，光纤、同轴等))和能传播能量波的无线(未有导的传输)介质，诸如声音、电磁、RF、微波和红外。计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据可被体现为例如无线介质(诸如载波或诸如被体现为扩展频谱技术的一部分的类似机制)中的已调制数据信号。术语“已调制数据信号”指的是其一个或多个特征以在信号中编码信息的方式被更改或设定的信号。调制可以是模拟的、数字的或混合调制技术。
作为示例而非限制，计算机可读存储介质可包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动的介质。例如，计算机可读存储介质包括，但不限于，易失性存储器，诸如随机存储器(RAM,DRAM,SRAM)；以及非易失性存储器，诸如闪存、各种只读存储器(ROM,PROM,EPROM,EEPROM)、磁性和铁磁/铁电存储器(MRAM,FeRAM)；以及磁性和光学存储设备(硬盘、磁带、CD、DVD)；或其它现在已知的介质或今后开发的能够存储供计算机系统使用的计算机可读信息/数据。
在此，根据本申请的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本申请的多个实施例的方法和/或技术方案。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (18)

1.一种获取目标对象的地理位置信息的方法，其中，该方法包括：
获取显示装置当前呈现的当前图像对应的坐标变换信息，其中，所述坐标变换信息包括对应屏幕坐标系变换至虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息，以及所述虚拟世界三维直角坐标系变换至地理坐标系的第二坐标变换信息；
获取所述当前图像中待测算的目标对象在所述屏幕坐标系中的屏幕位置信息；
获取对应参考数据信息，其中，所述参考数据信息包括参考位置信息或者参考距离信息；
根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述参考数据信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述获取显示装置当前呈现的当前图像对应的坐标变换信息，包括：
获取对应摄像装置拍摄所述当前图像时的摄像位置信息、摄像姿态信息、所述摄像参数信息以及对应屏幕参数信息；
根据所述摄像位置信息、摄像姿态信息、所述摄像参数信息以及所述屏幕参数信息确定对应的坐标变换信息，其中，所述坐标变换信息包括对应屏幕坐标系变换至虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息，以及所述虚拟世界三维直角坐标系变换至地理坐标系的第二坐标变换信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述根据所述摄像位置信息、摄像姿态信息、所述摄像参数信息以及所述屏幕参数信息确定对应的坐标变换信息，包括：
根据所述摄像参数信息、所述屏幕参数信息确定对应屏幕坐标系变换至摄像坐标系的第三坐标变换信息，根据所述摄像位置信息、所述摄像姿态信息确定所述摄像坐标系变换对应虚拟世界三维直角坐标系的第四坐标变换信息，以确定所述屏幕坐标系变换至所述虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息；
获取所述虚拟世界三维直角坐标系变换至对应地理坐标系的第二坐标变换信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述根据所述摄像参数信息、所述屏幕参数信息确定对应屏幕坐标系变换至摄像坐标系的第三坐标变换信息，包括：
根据所述摄像参数信息确定所述摄像装置的屏幕空间坐标系变换至对应摄像坐标系的投影变换信息；
根据所述屏幕参数信息确定所述屏幕坐标系变换至所述屏幕空间坐标系的第五坐标变换信息；
根据所述投影变换信息及所述第五坐标变换信息确定所述屏幕坐标系变换至所述摄像坐标系的第三坐标变换信息。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述根据所述摄像位置信息、所述摄像姿态信息确定所述摄像坐标系变换对应虚拟世界三维空间坐标系的第四坐标变换信息，包括：
根据所述摄像位置信息确定所述摄像装置的摄像坐标系变换至所述虚拟世界三维直角坐标系的坐标偏移信息，根据所述摄像姿态信息确定所述摄像坐标系变换至所述虚拟世界三维直角坐标系的坐标旋转信息，以确定所述摄像坐标系变换对应虚拟世界三维直角坐标系的第四坐标变换信息。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述获取所述虚拟世界三维直角坐标系变换至对应地理坐标系的第二坐标变换信息，包括：
通过投影算法确定所述虚拟世界三维直角坐标系变换至对应地理坐标系的第二坐标变换信息。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述获取对应参考数据信息，包括：
获取所述当前图像相关区域的多个高程点的地理位置信息，其中，所述地理位置信息与所述地理坐标系相对应；
其中，所述根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述参考数据信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息，包括：
根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述多个高程点的地理位置信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述参考数据信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息，包括：
根据所述屏幕位置信息及所述第一坐标变换信息确定所述目标对象在所述虚拟世界三维直角坐标系中的射线信息；
根据所述第二坐标变换信息的逆变换及所述多个高程点的地理位置信息确定所述虚拟世界三维直角坐标系对应的多个三角形网格信息；
根据所述射线信息及所述多个三角形网格信息确定对应交点坐标信息；
根据所述第二坐标变换信息将所述交点坐标信息变换至地理坐标系中，从而确定所述目标对象的地理位置信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一坐标变换信息包括屏幕坐标系变换至对应屏幕空间坐标系的第五坐标变换信息、所述屏幕空间坐标系变换至对应摄像坐标系的投影变换信息以及所述摄像坐标系变换对应虚拟世界三维直角坐标系的第四坐标变换信息；其中，所述根据所述屏幕位置信息及所述第一坐标变换信息确定所述目标对象在所述虚拟世界三维直角坐标系中的射线信息，包括：
根据所述屏幕位置信息确定所述目标对象与远平面、近平面在所述屏幕空间坐标系的远平面交点、近平面交点；
根据所述投影变换信息及所述第四坐标变换信息将所述远平面交点、所述近平面交点变换至所述虚拟世界三维直角坐标系中，确定对应远平面空间点、近平面空间点；
根据所述远平面空间点、所述近平面空间点的点坐标确定对应射线信息，其中，所述射线的原点为所述近平面空间点。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述根据所述射线信息及所述多个三角形网格信息确定对应交点坐标信息，包括：
确定所述多个三角形网格信息对应的一个或多个边界框信息；
根据所述射线信息与所述一个或多个边界框信息依次进行相交检测，若所述射线信息与所述一个或多个边界框信息中某边界框信息相交，则将所述某边界框信息确定为目标边界框信息；
根据所述目标边界框信息与所述射线信息确定对应的交点坐标信息。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述根据所述目标边界框信息与所述射线信息确定对应的交点坐标信息，包括：
根据所述射线信息及所述目标边界框信息对应的目标三角形网格信息确定至少一个相交点；
从所述至少一个相交点中确定距离所述摄像装置最近的相交点，将该相交点的空间坐标信息确定为对应的交点坐标信息。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述根据所述射线信息及所述目标边界框信息对应的目标三角形网格信息确定至少一个相交点，包括：
根据所述射线信息与所述目标三角形网格信息中的一个或多个目标三角形网格信息依次进行相交检测，若所述射线信息与所述一个或多个目标三角形网格信息中某目标三角形网格信息所在平面相交，且对应交点处于所述某目标三角形网格信息内部，则将该交点确定为对应的相交点，以获取对应至少一个相交点。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述摄像装置与对应激光测距装置平行设置；其中，所述获取所述当前图像中待测算的目标对象在所述屏幕坐标系中的屏幕位置信息，包括：
将所述当前图像在所述显示装置的屏幕中心的中心坐标信息确定为待测算的目标对象在所述屏幕坐标系中的屏幕位置信息；
其中，所述获取对应参考数据信息，包括：
获取所述测距装置测量的所述目标对象与所述摄像装置的距离信息；
其中，所述根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述参考数据信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息，包括：
根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述距离信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述距离信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息，包括：
根据所述屏幕位置信息及所述第一坐标变换信息确定所述目标对象在所述虚拟世界三维直角坐标系中的射线信息，其中，所述射线信息包括射线方向和原点信息；
根据所述射线信息及所述距离信息确定所述目标对象在所述虚拟世界三维直角坐标系中的目标空间位置信息；
根据所述目标空间位置信息及所述第二坐标变换信息确定所述目标对象在地理坐标系的地理位置信息。
15.一种获取目标点的地理位置信息的设备，其中，该设备包括：
一一模块，用于获取显示装置当前呈现的当前图像对应的坐标变换信息，其中，所述坐标变换信息包括对应屏幕坐标系变换至虚拟世界三维直角坐标系的第一坐标变换信息，以及所述虚拟世界三维直角坐标系变换至地理坐标系的第二坐标变换信息；
一二模块，用于获取所述当前图像中待测算的目标对象在所述屏幕坐标系中的屏幕位置信息；
一三模块，用于获取对应参考数据信息，其中，所述参考数据信息包括参考位置信息或者参考距离信息；一四模块，用于根据所述屏幕位置信息、所述第一坐标变换信息、所述第二坐标变换信息以及所述参考数据信息确定所述目标对象在所述地理坐标系中的地理位置信息。
16.一种计算机设备，其中，该设备包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行如权利要求1至14中任一项所述方法的步骤。
17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令在被执行时使得系统进行执行如权利要求1至14中任一项所述方法的步骤。
18.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1至14中任一项所述方法的步骤。
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