[發(fā)明專利]基于改進(jìn)同倫映射算法的建筑物三維模型構(gòu)建方法及系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710093928.2 | 申請日： | 2017-02-21 |
| 公開（公告）號： | CN106898046B | 公開（公告）日： | 2020-03-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳莉;劉弘;李焱;張桂娟;陸佃杰;鄭向偉 | 申請（專利權(quán)）人： | 山東師范大學(xué) |
| 主分類號： | G06T17/20 | 分類號： | G06T17/20;G06T17/00;G06T3/00 |
| 代理公司： | 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221 | 代理人： | 張勇 |
| 地址： | 250014 *** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 改進(jìn) 映射 算法 建筑物 三維 模型 構(gòu)建 方法 系統(tǒng) | ||
1.一種基于改進(jìn)同倫映射算法的建筑物三維模型構(gòu)建方法，其特征在于，該方法在處理器或服務(wù)器內(nèi)完成，具體包括：
分別獲取建筑物的底層平面圖像、頂層平面圖像和側(cè)面圖像，進(jìn)而構(gòu)建出建筑物底層輪廓曲線函數(shù)f(x,y)、頂層輪廓曲線函數(shù)g(x,y)和建筑物側(cè)面變化曲線；
將建筑物側(cè)面變化曲線的控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，再進(jìn)行曲線擬合得到同倫映射函數(shù)k(t)；
再基于改進(jìn)同倫映射算法，得到建筑物的各層輪廓曲線上控制點(diǎn)的水平面二維坐標(biāo)(x,y)，其滿足公式：F(t,x,y)＝f(x,y)(1-k(t))+g(x,y)k(t)+k1A(x,y)+k2R(x,y)；
其中，A(x,y)為預(yù)設(shè)的中軸函數(shù)；R(x,y)為預(yù)設(shè)的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)函數(shù)；t為同倫映射函數(shù)的參數(shù)；其中ti＝i/n，i為第i層，n為整個建筑物的總樓層數(shù)，k(t)和t取值范圍均為[0,1]；k1與k2均為常系數(shù)，只取0或1；
根據(jù)建筑物的層數(shù)以及層高，得到建筑物的各個層輪廓曲線上的控制點(diǎn)的豎直坐標(biāo)z；
根據(jù)建筑物的各個層輪廓線上控制點(diǎn)坐標(biāo)值(x,y,z)，依次生成各層輪廓曲線，最終得到出整個建筑物的三維模型。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)同倫映射算法的建筑物三維模型構(gòu)建方法，其特征在于，構(gòu)建出建筑物底層輪廓曲線函數(shù)和頂層輪廓曲線函數(shù)的過程包括：
從獲取的建筑物的底層平面圖像和頂層平面圖像，進(jìn)而確定出建筑物底層輪廓的控制點(diǎn)坐標(biāo)和頂層輪廓的控制點(diǎn)坐標(biāo)；
根據(jù)建筑物底層輪廓的控制點(diǎn)坐標(biāo)和頂層輪廓的控制點(diǎn)坐標(biāo)，分別進(jìn)行曲線擬合，得到建筑物底層輪廓曲線函數(shù)和頂層輪廓曲線函數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)同倫映射算法的建筑物三維模型構(gòu)建方法，其特征在于，得到同倫映射函數(shù)的過程包括：
對標(biāo)準(zhǔn)化后的建筑物側(cè)面變化曲線的控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行指數(shù)擬合或傅立葉擬合或高斯擬合或插值擬合或多項(xiàng)式擬合，得到同倫映射函數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)同倫映射算法的建筑物三維模型構(gòu)建方法，其特征在于，同倫映射函數(shù)k(t)滿足：k(t)＝t。
5.一種基于改進(jìn)同倫映射算法的建筑物三維模型構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，包括：
輪廓曲線構(gòu)建模塊，其用于分別獲取建筑物的底層平面圖像、頂層平面圖像和側(cè)面圖像，進(jìn)而構(gòu)建出建筑物底層輪廓曲線函數(shù)f(x,y)、頂層輪廓曲線函數(shù)g(x,y)和建筑物側(cè)面變化曲線；
同倫映射函數(shù)獲取模塊，其用于將建筑物側(cè)面變化曲線的控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，再進(jìn)行曲線擬合得到同倫映射函數(shù)k(t)；
控制點(diǎn)坐標(biāo)計算模塊，其用于基于改進(jìn)同倫映射算法，得到建筑物的各層輪廓曲線上控制點(diǎn)的水平面二維坐標(biāo)(x,y)，其滿足公式：
F(t,x,y)＝f(x,y)(1-k(t))+g(x,y)k(t)+k1A(x,y)+k2R(x,y)；
其中，A(x,y)為預(yù)設(shè)的中軸函數(shù)；R(x,y)為預(yù)設(shè)的旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)函數(shù)；t為同倫映射函數(shù)的參數(shù)；其中ti＝i/n，i為第i層，n為整個建筑物的總樓層數(shù)，k(t)和t取值范圍均為[0,1]；k1與k2均為常系數(shù)，只取0或1；
根據(jù)建筑物的層數(shù)以及層高，得到建筑物的各個層輪廓曲線上的控制點(diǎn)的豎直坐標(biāo)z；
三維模型獲取模塊，其用于根據(jù)建筑物的各個層輪廓線上控制點(diǎn)坐標(biāo)值(x,y,z)，依次生成各層輪廓曲線，最終得到出整個建筑物的三維模型。
6.如權(quán)利要求5所述的一種基于改進(jìn)同倫映射算法的建筑物三維模型構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，在所述輪廓曲線構(gòu)建模塊中，從獲取的建筑物的底層平面圖像和頂層平面圖像，進(jìn)而確定出建筑物底層輪廓的控制點(diǎn)坐標(biāo)和頂層輪廓的控制點(diǎn)坐標(biāo)；
根據(jù)建筑物底層輪廓的控制點(diǎn)坐標(biāo)和頂層輪廓的控制點(diǎn)坐標(biāo)，分別進(jìn)行曲線擬合，得到建筑物底層輪廓曲線函數(shù)和頂層輪廓曲線函數(shù)。
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