用于产生正射纠正瓦片的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于产生正射纠正瓦片的方法。所述方法包括：检索借助于陆地用相机获得的源图像；检索与所述源图像相关联的位置数据；检索与所述源图像相关联的定向数据；以及借助于对应位置数据和定向数据转换源图像以获得所述正射纠正瓦片。正射纠正瓦片用于产生正射纠正镶嵌。借助于本发明专利技术，使用由陆地用相机记录的图像来产生具有对应道路标志的道路表面地图。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于产生正射纠正瓦片(orthorectifiedtile)的方法。本专利技术进一步 涉及一种承载正射纠正瓦片的处理器可读存储媒体、 一种用于产生正射纠正瓦片的计算 机布置。此外，本专利技术涉及一种从通过陆地用相机捕获的至少一个基于陆地的图像序列 的源图像收集位置准确的水平信息和位置准确的垂直信息两者的方法，以及一种从通过 陆地用相机获得的至少一个源图像收集位置准确的水平信息和位置准确的对象信息的 方法，其中所述对象可视地附接到地面。
技术介绍
需要为导航系统和类似系统中使用的数字地图数据库收集大量水平道路信息，例如 分道线、道路中心线等等。此信息可通过解译高分辨率的航空正射纠正图像而获得。正 射纠正图像是经"比例校正"的图像，其描绘在地面特征的准确地面位置从上方所见的 所述地面特征，其中由相机和飞行特性以及高程位移(relief displacement)引起的失真 已使用摄影测量技术移除。正射纠正图像是一种航空照片，其已经过几何校正("正射 纠正")以使得照片的比例均匀，这意味着照片可视为等同于地图。正射纠正图像可用 于测量真实距离，因为其是地球表面的准确表示，其己针对地形起伏、透镜失真和相机 倾斜而调整。正射纠正视图不同于透视图之处在于正射纠正视图相对于参照平面以直角 投影，而透视图从单个固定位置或观看点从表面向参照平面投影。正射纠正图像可通过 任何合适的地图投影而获得。地图投影可为通过表面的投影，例如圆柱投影、伪圆柱投 影、混合投影、圆锥投影、伪圆锥投影或方位角投影。投影也可为通过保留度量性质的 投影。地图投影的共同之处在于其为正交投影，这意味着每个像素均表示沿着垂直于参 照平面的表面的线所见的所述参照平面的表面(近似于地球形状的椭圆体)上的一点。 因此，地球表面的正射纠正图像的每个像素大致对应于沿着垂直于所述近似于地球形状 的椭圆体的线所见的地球表面的视图。除了以上的投影约束以外，正射纠正图像包括元数据，所述元数据使一算法能够将 正射纠正图像的任一像素参照于地理坐标参照系中的一点。由于每一像素在所述近似于 地球形状的椭圆体上的准确位置是已知的，因此可从正射纠正图像检索地面特征的位置 和大小(例如，水平道路信息)，且可计算出高度准确的距离和地球坐标。经地理编码6的正射纠正图像的元数据定义投影坐标参照系以便为每一像素确定在所述地理坐标参 照系中的对应位置。这些高分辨率正射纠正图像应具有低于25cm的像素大小。用航空 或卫星摄影术获得这些图像是非常昂贵的，且不能保证捕捉到所有的道路水平信息。可从航空图像中非常高效地获得正射纠正图像。然而，常常会引入误差，其可导致 地理位置数据的不准确的测绘。主要问题在于通常航空图像不是完全垂直于地球表面而 拍摄。即使当一图片是接近于此条件而拍摄，也仅仅是图片的中心完全垂直。为了正射 纠正此图像，必须另外获得地形高度信息。航空图像中的对象缺乏准确的高度信息以及 用于确定正射纠正图像的三角测量过程可导致这些图像的不准确度高达数十米。可通过 拍摄重叠图像且比较从来自相同航空相机的后续图像获得的相同表面来改进准确度。但 仍然存在所获得准确度对成本的限制。此外，需要为导航系统和类似系统中使用的数字地图数据库收集"垂直"道路信 息，例如速度限制、方向路标等等。在此应用中，术语"水平"数据或信息对应于具有 平行于地球表面的表面的对象。术语"垂直"数据或信息对应于定位于地球表面上且可 以平行于地球表面的观察轴观察的对象。垂直道路信息无法从典型的俯视航空或卫星图 像获得。当今，可通过分析和解译由移动收集装置收集的水平图片图像和其它数据来获 得垂直道路信息。作为基于陆地的车辆(例如汽车或货车)的移动测绘车辆用于收集移 动数据以增强数字地图数据库。增强的实例是交通标志、路线标志、交通灯、展示街道 名称的街道标志灯的位置。移动测绘车辆具有许多相机，可能其中一些是立体照像的且其全部是经准确地理定 位的，因为所述货车上载有精密GPS和其它位置与定向确定设备(例如，惯性导航系统 一INS)。在道路网上行驶时，捕获经地理编码的图像序列。经地理编码意味着通过GPS 接收器且可能通过INS计算的位置且可能还有与图像相关联的航向均联系到图像的元数 据。移动测绘车辆记录对象(例如，建筑物或道路表面)的一个以上图像序列，且对于 一图像序列的每一图像，地理坐标参照系中的地理位置是连同图像序列相对于所述地理 位置的位置和定向数据一起确定的。具有对应的地理位置信息的图像序列将称为经地理 编码的图像序列。也可同时地且以类似的地理编码方式通过其它传感器收集其它数据。如果在数字地图数据库中，需要水平和垂直数据两者来支持导航应用或类似应用， 那么与所述数据相关的地理位置应准确。然而，对应于从航空图像获得的水平数据的所 确定地理位置并不总是与对应于从移动数据图像获得的垂直数据的所确定地理位置匹 配。经解译的地理位置不同，因为使用了两个不同的数据源，其通过不同的工具分析和解译。这可在来自所述两个数据源的信息将集成到相同的数字地图数据库中的情况下导 致不正确的数据放置或解译。另外，这将在导航系统或类似系统中同时显示水平与垂直 数据两者的情况下导致混淆情形。此外，两种类型数据源的使用消极地影响了数字地图 数据库的制作成本。正射纠正图像使我们能够丰富导航系统的功能性。可从正射纠正图像准确确定道路 和对应车道的尺寸和地理位置。关键是以具成本效率的方式产生用于导航系统的数据库。正射纠正图像的使用可促进安全性且保护车辆及其乘客免于遭受不期望的事件，例 如在错误的车道上行驶或驶离道路。通过组合车辆的GPS位置与道路表面的地理位置， 可确定车辆相对于道路表面的位置，且只要驾驶员接近道路或车道边界或当驾驶员在错 误车道上行驶时便可通知驾驶员。 定义坐标指定一点在W维空间中的位置的"个数字的序列中的一个数字； 坐标转换基于一对一关系从一个坐标参照系向基于相同数据的另一坐标参照系的 坐标改变；坐标参照系通过数据与现实世界相关的坐标系； 坐标系用于指定如何向点指派坐标的数学规则的集合； 数据定义一坐标参照系的原点位置、比例和定向的参数或参数集合； 椭圆坐标系(大地坐标系)通过与一个或一个以上地理坐标参照系相关联的大地 纬度、大地经度和(三维情况下)椭圆体高度来指定位置的坐标系；地理坐标参照系使用椭圆坐标系且基于接近地球形状的椭圆体的坐标参照系； 地图投影从一椭圆坐标系到一平面的坐标转换；正射纠正视图 一点的从一所选参照表面沿着所述点中垂直于所述表面的线观察的 视投影坐标参照系通过应用地图投影且使用笛卡儿(Cartesian)坐标系从二维地理 坐标参照系导出的坐标参照系。
技术实现思路
本专利技术试图提供一种产生正射纠正瓦片的改进方法。根据本专利技术，所述方法包括检索借助于陆地用相机获得的源图像序列；检索与所述源图像相关联的位置数据，其中所述位置数据包含定义与所述车辆上所8述相机的位置与所述移动车辆的预定义位置的关系的恒定位置参数以及在地理坐标参 照系中对应于所述预定义位置的实际位置的可变位置参数；检索与所述源图像相关联的定向数据，其中所述定向数据包含与所述相机相对于所 述车辆的参照定向的定向具有关系的恒定定向参数以及在所述地理坐标参照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生正射纠正瓦片的方法，其包括：　检索通过安装于在地球表面上行驶的移动车辆上的陆地用相机获得的源图像序列；　检索与所述源图像相关联的位置数据，其中所述位置数据包含定义与所述车辆内的参照位置的关系的恒定位置参数以及在地理坐 标参照系中对应于所述车辆的参照位置在所述坐标参照系中的坐标位置的可变参数；　检索与所述源图像相关联的定向数据，其中所述定向数据包含与所述相机相对于所述车辆的参照定向的定向具有关系的恒定定向参数以及在所述地理坐标参照系中对应于所述车辆的 所述参照定向在所述坐标参照系中的定向的可变定向参数；　借助于对应位置数据和定向数据转换源图像以获得所述正射纠正瓦片和对应的元数据，所述元数据定义所述正射纠正图像中像素坐标向所述地理坐标参照系中的位置的转换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔钦米夏尔克米奇克，沃伊切赫托马什诺瓦克，
申请(专利权)人：电子地图有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]