[發(fā)明專利]對三維空間建模

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680029877.0
• 申請日: 2016-05-17
• 公開（公告）號: CN107980150B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 托馬斯·惠蘭;雷納托·費爾南多·薩拉斯·莫雷諾;斯特凡·萊烏特尼格;安德魯·戴維森;本·格洛克爾
• 申請（專利權(quán)）人: 帝國理工學(xué)院創(chuàng)新有限公司
• 主分類號: G06T7/579
• 分類號: G06T7/579
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

1.一種用于生成三維空間的模型的設(shè)備，包括：

圖像采集接口，被配置為獲得由捕捉裝置提供的圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)表示隨時間在三維空間與所述捕捉裝置之間存在相對運動的觀察；以及

模型引擎，被配置為處理由所述圖像采集接口獲得的圖像數(shù)據(jù)并計算所述三維空間的三維模型，其中，所述模型引擎包括：

模型分割器，被配置為基于至少一個模型屬性將所述三維模型分割成至少有效和無效部分，

其中，所述模型引擎被配置為使用所述三維模型的有效部分來隨時間更新所述模型；以及

配準(zhǔn)引擎，被配置為隨時間將所述三維模型的有效部分與所述三維模型的無效部分對準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述模型引擎被配置為基于來自所述三維模型的有效部分的投影，來計算有效模型幀，用于更新所述三維模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，包括：

幀到模型跟蹤部件，被配置為將所述有效模型幀與從所述圖像數(shù)據(jù)提供的幀進行比較，以確定所述三維模型的有效部分與所述圖像數(shù)據(jù)的對準(zhǔn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述幀到模型跟蹤部件被配置為通過將當(dāng)前時間提供的幀與先前時間的有效模型幀進行比較來估計所述捕捉裝置的位姿，所述捕捉裝置的位姿表示在三維空間中所述捕捉裝置的位置和方向。

5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的設(shè)備，其中，所述配準(zhǔn)引擎被配置為：

基于來自所述三維模型的無效部分的投影來計算無效模型幀；

確定將所述有效模型幀與所述無效模型幀對準(zhǔn)的變形；并且

使用所述變形來更新所述三維模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的設(shè)備，

其中，所述三維模型包括表面元素模型，

其中，所述表面元素模型中的每個表面元素至少包括定義所述表面元素在三維中的位置的數(shù)據(jù)和定義所述表面元素在三維中的法向矢量的數(shù)據(jù)，并且

其中，每個表面元素表示所述三維空間中的二維區(qū)域。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的設(shè)備，

其中，所述模型引擎被配置為隨時間存儲所述三維模型的表示，并且

其中，所述配準(zhǔn)引擎被配置為確定所述三維模型在給定時間的表示是否與先前時間的三維模型的所存儲的表示相匹配，響應(yīng)于肯定確定，將所述三維模型在給定時間的表示與所述先前時間的三維模型的所存儲的表示對準(zhǔn)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的設(shè)備，其中，所述配準(zhǔn)引擎被配置為使用變形圖來將所述三維模型的有效部分與所述三維模型的無效部分對準(zhǔn)，所述變形圖是基于所述三維模型中的位置的初始化時間而被計算的，所述變形圖指示對于在對準(zhǔn)期間在給定位置處修改所述三維模型的在所述三維模型中的給定位置的一組鄰居。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的設(shè)備，其中，所述至少一個模型屬性包括所述三維模型中的給定位置的模型生成時間和模型更新時間中的一個，其中，所述無效部分指示與當(dāng)前觀察時間相差超過預(yù)定量的過去觀察時間。

10.一種更新三維空間的模型的方法，包括：

獲得三維空間的三維模型；

基于至少一個模型屬性將所述三維模型分割成至少有效和無效部分；

獲得圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)表示在捕捉裝置相對于所述三維空間的相對運動之后所述三維空間的觀察；

基于所獲得的圖像數(shù)據(jù)和所述三維模型的有效部分來更新所述三維模型；并且

將所述三維模型的有效部分與所述三維模型的對應(yīng)的無效部分進行配準(zhǔn)，

其中，所述配準(zhǔn)使得在觀察所述三維空間的區(qū)域之后生成的所述三維模型的有效部分與在所述區(qū)域的至少一個先前觀察之后生成的模型的無效部分對準(zhǔn)。