(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 103017653 A
(43)申请公布日 2013.04.03
(21)申请号 CN201210490922.6
(22)申请日 2012.11.27
(71)申请人 武汉海达数云技术有限公司
    地址 430023 湖北省武汉市东湖新技术开发区武汉大学科技园慧业楼7楼
(72)发明人 刘守军 龚书林
(74)专利代理机构 武汉华旭知识产权事务所
    代理人 周宗贵
(51)Int.CI
      G01B11/00
      G06T7/00
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      一种球面全景影像与三维激光扫描点云的配准及测量方法
(57)摘要
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      本发明提供了一种球面全景影像与三维激光扫描点云的配准及测量方法，首先用单位球体的三维结构模拟球面全景影像，将球面全景影像的像素坐标转换为三维直角坐标，然后计算出球面全景影像在点云数据中的姿态参数以及球面全景影像的光心在点云数据中的位置坐标将球面全景影像在点云数据中进行配准；再通过计算得到球面全景影像的深度图；最后当需要在球面全景影像上测量时，将鼠标移动到需要测量的目标点位置，即可计算得出目标点的三维坐标。本发明提供的配准及测量方法不仅能够将球面全景影像与三维激光扫描点云进行高度配准，同时还能够对目标点实现快速测量。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种球面全景影像与三维激光扫描点云的配准及测量方法，其特征在            于包括以下步骤：           
（1）、用单位球体的三维结构模拟球面全景影像，将球面全景影像的            像素坐标（u，v）首先转换为球面极坐标，然后将球面全景影像的球            面极坐标转换为三维直角坐标(x<sub>0</sub>，y<sub>0</sub>，z<sub>0</sub>)；           
（2）、在球面全景影像中选取三个以上的分别位于不同平面上的点作            为控制点，同时与之对应的在点云数据中选取上述控制点，根据控制            点在球面全景影像中的坐标以及在点云数据中的坐标，即可计算得出            球面全景影像在点云数据中的姿态参数，以及
球面全景影像的光心在            点云数据中的位置坐标(Xc，Yc，Zc)，从而将球面全景影像在点云数            据中进行配准；           
（3）、以球面全景影像的光心位置坐标(Xc，Yc，Zc)为原点，搜索空            间范围内的点云，将搜索到的每一个点至光心的距离值d均转化为RGB            值，将转化后的RGB值以图片格式存储，得到球面全景影像的深度图；           
（4）、当需要在球面全景影像上测量时，将鼠标移动到需要测量的目            标点位置，此时读取目标点的像素坐标（u，v）以及球面极坐标，根            据姿态参数(φ，ω，κ)以及像素坐标（u，v）计算目标点在球面全            景影像的深度图中的像素坐标（u′，v′），读取此像素中的RGB值，            并将其转化为距离值d，最后根据距离值d和角度坐标，即可计算得出            目标点的三维坐标(x,，y，z)。           
2.根据权利要求1所述的球面全景影像与三维激光扫描点云的配准及测量            方法，其特征在于：步骤（1）中像素坐标（u，v）转换为球面极坐标            的公式为：           
，           
式中，dx为球面全景影像的纵向像素大小，dy为球面全景影像的横向            像素大小；球面极坐标转换为三维直角坐标(x<sub>0</sub>，y<sub>0</sub>，z<sub>0</sub>)的计算公式            为：           
。           
3.根据权利要求1所述的球面全景影像与三维激光扫描点云的配准及测量            方法，                            其特征在于：步骤（2）中姿态参数(，ω，κ)以及球面全景影像的            光心位置坐标(Xc，Yc，Zc)的计算方法为：根据点云数据中的点、球            面全景影像中的点以及球面全景影像球心三点共线，得到以下关系式            ：           
其中R为旋转矩阵，           
转换后得：
其中：           
，           
，
    其中a<sub>1</sub>、a<sub>2</sub>、a<sub>3</sub>、b<sub>1</sub>、b<sub>2</sub>、b<sub>3</sub>、c<sub>1</sub>、c<sub>2</sub>、c<sub>3</sub>为旋转矩阵            的元素；           

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