專利名稱：一種應用于三維全景圖像中的鼠標快速探面的方法
技術領域：
本發明提供了一種鼠標快速探面的方法，尤其涉及ー種快速獲知三維全景圖像中任一目標點的所處平面的方法，屬于光電信息領域。
背景技術：
利用三維激光掃描設備和全景相機配合工作，通過激光掃描儀獲取目標表面三維信息(即點云數據)的同時，同時可以采集目標表面紋理信息，即全景圖片。對點云數據及全景圖片進行相應的數據處理后，可以得到兩者相結合的圖片信息，即包含有三維信息的全景圖片。這些全景圖片信息量豐富，照片精美、直觀，通常都會將其發布與互聯網上供用戶瀏覽欣賞。但是目前網上的大多數全景圖片僅僅包含有圖片信息，并不包含有圖片中物體的三維信息和圖片中任意一點所在面的信息，因此用戶無法得知圖片中的任意一點所處于的平面的信息，而無法達到鼠標自動探面的效果。為了滿足互聯網應用中上述需求，目前有些企業開了進行這方面的嘗試，目前他們所采用的通常做法是利用一些計算方法，自動提取中點云數據所存在的平面，然后通過人工小件編輯的方式，對自動提取的面片進行編輯，最后保存面片數據。然后根據保存的面片數據，實現鼠標探面的效果。但是受到算法的限制，目前計算機自動提取面片的效率并不高，經常存在漏判、錯判的情況，導致后期人工校檢處理的作業量非常大，因此不利于三維信息的快速應用。

發明內容
本發明提供了一種應用于三維全景圖像中的鼠標快速探面的方法，解決了上述背景技術中的不足，其步驟簡單、人工工作量低、處理效率高，能夠實現鼠標快速探面。實現本發明上述目的所采用的技術方案為一種應用于三維全景圖像中的鼠標快速探面的方法，包括以下步驟(I)、將三維全景圖像作為ー個球體，三維全景圖像的中心即攝影中心作為球心，根據經緯度將球體劃分成網格，計算點云數據中的點所屬的網格并將點云數據中的點距離球心的距離值做為所屬網格的距離值，依此計算完所有點后得到球面的距離值矩陣，將該距離值矩陣中的數據與圖像像素一一對應，轉化成RGB值后保存至圖像中，即得到三維全景圖像的深度圖；(2)、在上述根據經緯度將三維全景圖像劃分成的網格中，選取任一網格及其周圍的網格中的點，根據這些點擬合一個最佳的平面，計算該平面的法向量作為此網格的法向量值；依此計算出所有網格對應的法向量，從而得到法向量矩陣，將該法向量矩陣轉換為RGB值矩陣后，存儲為圖片形式，即得到三維全景圖像的法向量圖；(3)、在對全景圖像瀏覽時，球心做為觀測點，將鼠標放置于三維全景圖像上的任一目標點，可得到觀察點與此目標點所在的射線，根據射線的角度值可得到該目標點對應于法向量圖中的法向量，同時根據射線的角度值和深度圖，可得到目標點的三維坐標，最后根據目標點的三維坐標和法向量，即可得到此點的平面，繪制此平面，從而實現鼠標快速探面。步驟(I)中具體步驟為將三維全景圖像作為ー個球體，三維全景圖像的中心即攝影中心作為球心，球心坐標為(X0，Y0，Z0)，根據經緯度將球體劃分成網格，然后計算點云
數據中的點(x，y，z)到球心(X0，Y0，Z0)的向量(Ax，Ay, A z)，計算公式為
權利要求
1.一種應用于三維全景圖像中的鼠標快速探面的方法，其特征在于包括以下步驟 (1)、將三維全景圖像作為一個球體，三維全景圖像的中心即攝影中心作為球心，根據經緯度將球體劃分成網格，計算點云數據中的點所屬的網格并將點云數據中的點距離球心的距離值做為所屬網格的距離值，依此計算完所有點后得到球面的距離值矩陣，將該距離值矩陣中的數據與圖像像素一一對應，轉化成RGB值后保存至圖像中，即得到三維全景圖像的深度圖； (2)、在上述根據經緯度將三維全景圖像劃分成的網格中，選取任一網格及其周圍的網格中的點，根據這些點擬合一個最佳的平面，計算該平面的法向量作為此網格的法向量值；依此計算出所有網格對應的法向量，從而得到法向量矩陣，將該法向量矩陣轉換為RGB值矩陣后，存儲為圖片形式，即得到三維全景圖像的法向量圖； (3)、在對全景圖像瀏覽時，球心做為觀測點，將鼠標放置于三維全景圖像上的任一目標點，可得到觀察點與此目標點所在的射線，根據射線的角度值可得到該目標點對應于法向量圖中的法向量，同時根據射線的角度值和深度圖，可得到目標點的三維坐標，最后根據目標點的三維坐標和法向量，即可得到此點的平面，繪制此平面，從而實現鼠標快速探面。
2.根據權利要求1所述的應用于三維全景圖像中的鼠標快速探面的方法，其特征在于步驟(I)中具體步驟為將三維全景圖像作為一個球體，三維全景圖像的中心即攝影中心作為球心，球心坐標為(XO，YO，Z0)，根據經緯度將球體劃分成網格，然后計算點云數據中的 點(x，y，z)到球心(XO，YO, Z0)的向量(Ax，A y, Az)，計算公式為
3.根據權利要求2所述的應用于三維全景圖像中的鼠標快速探面的方法，其特征在于步驟(2)的具體步驟為在上述根據經緯度將三維全景圖像劃分成的網格中，對于任一網格G，選取網格G及其周圍的網格中的點，根據這些點擬合一個最佳的平面P，計算該平面P的法向量(nx，ny, nz)，作為網格G的法向量值；依此計算出所有網格對應的法向量，從而得到法向量矩陣，將該法向量矩陣轉換為RGB值矩陣后，存儲為圖片形式，即得到三維全景圖像的法向量圖。
4.根據權利要求3所述的應用于三維全景圖像中的鼠標快速探面的方法，其特征在于步驟(3)的具體步驟為在對全景圖像瀏覽時，將全景圖像貼在以全景攝影中心為球心的球體的內球面，將觀察點設置為球心，進行全景圖片的瀏覽；此時將鼠標放置于三維全景圖像上的任一目標點，可得到觀察點與此目標點所在的射線R，根據射線R的角度值(0,4)),可得到該目標點對應于法向量圖中的法向量(nx, ny, nz);同時根據射線R的角度值(9，(^ )和深度圖，可得到目標點的三維坐標(x，y，z)，最后根據目標點的三維坐標(x，y, z)和法向量(nx，ny, nz),即可得到此點的平面，繪制此平面，從而實現鼠標快速探面；其中深度圖中RGB值轉換為距離值的計算公式如下
全文摘要
本發明提供了一種應用于三維全景圖像中的鼠標快速探面的方法，其主要步驟為首先利用計算機程序算得三維全景圖像的深度圖和法向量圖，然后將鼠標放置于三維全景圖像上的任一目標點，得到該目標點對應在法向量圖中的法向量，以及目標點的三維坐標，最后根據目標點的三維坐標和法向量，即可繪制出此目標點所處的平面，實現鼠標快速探面。本發明提供的方法不需要任何人工編輯操作，大大節省了人力，提高了數據處理效率。同時在本發明中所提供的成果數據中，包含有任意一點所在的平面的法向量，因此再微小的面也可被探測到，相比現有技術中的只有大的平面才會被采集探測到，采用本方法進行鼠標探面的精度有了很大提高。
文檔編號G06T7/00GK103020962SQ201210490690
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日
發明者劉守軍, 姚立 申請人:武漢海達數云技術有限公司