[發明專利]一種實體三維模型自動建模方法有效

申請號：	201510362321.0	申請日：	2015-06-26
公開（公告）號：	CN104915986B	公開（公告）日：	2018-04-17
發明（設計）人：	肖路昊;龔光紅	申請（專利權）人：	北京航空航天大學
主分類號：	G06T17/00	分類號：	G06T17/00
代理公司：	北京永創新實專利事務所11121	代理人：	趙文利
地址：	100191***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種實體三維模型自動建模方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及點云處理技術、三維建模技術和紋理生成技術，屬于虛擬現實領域，具體來說是一種實體三維模型自動建模方法。

背景技術

圖像的建模與渲染技術，簡稱IBMR(Image-Based Modeling and Rendering)，利用物體的二維圖像來生成三維模型，物體的幾何特征信息和渲染特征信息不需要用戶輸入，直接從攝像頭采集到的圖像中獲得。

IBMR技術分為兩種方式：主動法和被動法。主動法在圖像采集過程中，使用光源向場景中發射光線，如紅外線或者可見光，主動地獲得場景的反饋，從而建立場景的三維模型；被動法不直接控制光源，通過被動地分析圖像來建立模型。主動法直接獲得物體表面的各種特征，簡化建模過程，隨著三維信息處理算法越來越成熟可靠，以及三維信息采集硬件的不斷涌現，主動法三維建模技術正在迅速地發展。

三維建模技術在工業制造、游戲娛樂和虛擬現實等領域中有廣泛的應用。在實際應用中，人們對實體三維模型可視化效果提出了越來越高的要求，例如逆向工程所獲得的實體模型是否可以更精確，三維電子游戲中的人物和環境是否可以更真實等等。除了模型的精確度，人們還對三維建模技術的快速性和便利性提出了要求，例如如何縮短建模時間，如何減小建模過程的復雜性，如何降低三維建模技術的使用難度，這些都是三維建模技術研究的方向。

目前，國內外已經有多種多樣的三維建模系統，包括結構光建模系統、激光三維掃描儀等。現有的建模系統難以在保證性價比的同時實現高效用，并且還存在以下缺點：

一方面，高精度的三維建模系統常常基于一些復雜昂貴的傳感器，例如結構光傳感器、激光測距傳感器或者激光雷達；

另一方面，三維建模系統的建模過程中往往離不開繁復的人工交互過程，例如參數調整、點云手動配準等等，費時費力。

基于上述缺點，研究快速、自動的實體模型建模技術越來越重要，以相對低的成本實現自動化三維建模，使得實體的三維模型可以和照片視頻一樣方便地獲取，滿足不同領域對三維建模技術越來越大的需求。

發明內容

本發明的目的是為了解決三維建模流程中人工交互操作復雜繁瑣的問題，以及依賴昂貴傳感器的問題，提出了一種實體三維模型自動建模方法。

一種實體三維模型自動建模方法，基于Kinect傳感器搭建實體三維模型建模系統，該系統包括Kinect傳感器、轉臺和計算機，轉臺由計算機通過串口進行通訊。該方法具體步驟如下：

步驟一、利用Kinect傳感器采集轉臺點云和建模物體點云，并通過實時配準獲得物體和轉臺的混合點云；

轉臺點云是指利用Kinect傳感器采集沒有放置建模物體時的點云；

建模物體點云是指放置建模物體于轉臺上，在轉臺旋轉過程中利用Kinect傳感器采集的點云；

對建模物體點云利用三維重建項目Kinect Fusion進行實時配準，得到物體和轉臺的混合點云。

步驟二、對物體和轉臺的混合點云做點云預處理，得到帶有底面點的建模物體的表面點云。