实景三维增强现实可视化系统及方法技术方案

本发明专利技术的实景三维增强现实可视化系统的最优影像查找装置，包括：基准四边形确定模块，利用地形或地形所在平面在当前视口四个角的交点构建一个四边形作为基准四边形；影像视椎体构建模块，根据当前影像的视图矩阵和投影矩阵构建影像视椎体；影像权值计算模块，计算影像视椎体与基准四边形相交的当前影像主光轴方向和当前视口主光轴方向之间角度的余弦值，将余弦值与当前视口中心点在影像所在投影屏面上的投影坐标到影像中心点的投影距离取反得到的负数相加作为当前影像的权值；以及最优影像确定模块，将影像权值最高的影像作为当前视口的最优影像。本发明专利技术使所有的影像都达到可进行坐标量测的高精度，并实现像实景三维一样的自由浏览和切换。

Real scene 3D augmented reality visualization system and method

The optimal image searching device of the real scene three-dimensional augmented reality visualization system of the present invention includes: a reference quadrilateral determination module, a quadrilateral as a reference quadrilateral is constructed by the intersection of the four corners of the current viewport of the plane where the terrain or terrain is located, and an image vertebral construction module, which is based on the view matrix and the current image. The projection matrix is used to construct the image visual vertebra; the image weight calculation module calculates the cosine value of the angle between the main optical axis direction of the current image and the main optical axis direction of the current viewport intersecting the image visual vertebra and the reference quadrilateral, and transfers the cosine value and the projection coordinate of the central point of the current viewport on the projection screen where the image is located to the central point of the image. The negative sum of projection distance is taken as the weight of the current image, and the optimal image determination module takes the image with the highest weight as the optimal image of the current viewport. The invention enables all images to achieve high precision of coordinate measurement, and realizes free browsing and switching like real scene three-dimensional.

【技术实现步骤摘要】
实景三维增强现实可视化系统及方法
本专利技术涉及三维全景增强现实技术，特别涉及一种最优影像查找技术及实景三维增强现实可视化技术。
技术介绍
倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术。它改变了以往航空摄影测量只能使用单一相机从垂直角度拍摄地物的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从垂直、侧视和前后视等不同角度采集影像。倾斜影像不仅能真实反映地物情况，还通过采用如GPS定位、北斗定位等先进的定位技术，嵌入精确的地理信息、丰富的影像信息，给用户呈现出一个五彩缤纷的三维世界，获得身临其境的体验。因为倾斜模型数据本身是由三角面片加纹理结合而成，所以在数据浏览时建筑会出现影像分辨率不高和小部件(路灯、电塔、垃圾桶等)丢失等效果。
技术实现思路
本专利技术鉴于现有技术的上述现状，其目的在于提供一种能够以高分辨率和精准的细节表现三维实景的实景三维增强现实可视化技术，具体提供实景三维增强现实可视化系统的最优影像查找方法及装置、实景三维增强现实可视化方法及系统。本专利技术的一实施例的实景三维增强现实可视化系统的最优影像查找方法，包括：基准四边形确定步骤，利用地形或地形所在平面在当前视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实景三维增强现实可视化系统的最优影像查找装置，其特征在于，包括：基准四边形确定模块，利用地形或地形所在平面在当前视口四个角的交点构建一个四边形作为基准四边形；影像视椎体构建模块，根据当前影像的视图矩阵和投影矩阵构建影像视椎体；影像权值计算模块，计算所述影像视椎体与所述基准四边形相交的当前影像的主光轴方向和当前视口主光轴方向之间角度的余弦值，将所述余弦值与当前视口中心点在影像所在投影屏面上的投影坐标到影像中心点的投影距离取反得到的负数相加作为当前影像的权值；以及最优影像确定模块，将所述影像权值最高的影像作为当前视口的最优影像。

【技术特征摘要】
1.一种实景三维增强现实可视化系统的最优影像查找装置，其特征在于，包括：基准四边形确定模块，利用地形或地形所在平面在当前视口四个角的交点构建一个四边形作为基准四边形；影像视椎体构建模块，根据当前影像的视图矩阵和投影矩阵构建影像视椎体；影像权值计算模块，计算所述影像视椎体与所述基准四边形相交的当前影像的主光轴方向和当前视口主光轴方向之间角度的余弦值，将所述余弦值与当前视口中心点在影像所在投影屏面上的投影坐标到影像中心点的投影距离取反得到的负数相加作为当前影像的权值；以及最优影像确定模块，将所述影像权值最高的影像作为当前视口的最优影像。2.一种实景三维增强现实可视化系统，其特征在于，包括：最优影像查找模块，根据权利要求1所述的最优影像查找装置查找当前视口中最优的影像；自由视图显示模块，若当前视口中未找到最优影像，则直接显示自由视图供浏览；视角旋转切换影像重投影模块，若找到当前视口中最优影像，则利用所述最优影像进行重投影。3.如权利要求2所述的实景三维增强现实可视化系统，其特征在于，所述视角旋转切换影像重投影模块包括：过度效果实施模块，以当前视口的中心点作为原点，将当前视口相机旋转到所述最优影像的主光轴的方向做过度效果；切换投影矩阵设置模块，将所述最优影像的视图矩阵设置为当前视口的视图矩阵，设当前视口相机位到所述当前视口中心点的距离与所述最优影像相机位到所述当前视口中心点的距离的比值为缩放量，将当前视口中心点在影像投影平面的平移量、所述缩放量以及当前影像投影矩阵相乘作为切换投影矩阵；以及投影模块，按照所述切换投影矩阵，将所述最优影像渲染到三维场景中。4.一种实景三维增强现实可视化系统，其特征在于，包括：视角平移模块，当视口平移时，根据视口在屏幕上的平移距离得到投影平面的平移矩阵，将所述平移矩阵与当前视口的投影矩阵相乘作为目标投影矩阵进行视角平移；影像切换需求判断模块，计算当前视口区域与当前影像区域的相交区域，进一步计算所述相交区域与所述当前视口区域的比值，若所述比值为80％以上，则判断为不需要切换影像，若所述比值小于80％，则判断为需要切换影像；最优影像查找模块，若在所述影像切换需求判断模块判断为需要切换影像，则由权利要求1所述的最优影像查找装置查找当前视口中最优的影像；自由视图显示模块，若当前视口中未找到最优影像，则直接显示自由视图供浏览；以及视角旋转切换影像重投影模块，若找到当前视口中最优影像，则利用所述最优影像进行重投影。5.如权利要求4所述的实景三维增强现实可视化系统，其特征在于，所述视角旋转切换影像重投影模块包括：过度效果实施模块，以当前视口的中心点作为原点，将当前视口相机旋转到所述最优影像的主光轴的方向做过度效果；切换投影矩阵设置模块，将所述最优影像的视图矩阵设置为当前视口的视图矩阵，设当前视口相机位到所述当前视口中心点的距离与所述最优影像相机位到所述当前视口中心点的距离的比值为缩放量，将当前视口中心点在影像投影平面的平移量、所述缩放量以及当前影像投影矩阵相乘作为切换投影矩阵；以及投影模块，按照所述切换投影矩阵，将所述最优影像渲染到三维场景中。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋彩虹，陈家兴，袁俊，
申请(专利权)人：武汉天际航信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42