[發明專利]一種面向大場景的三維可視化方法及裝置

在審

• 申請號: 201710233259.4
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN107194985A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 康麗;韓湞湞;陳洪;王慶;朱德海
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 湯財寶

1.一種面向大場景的三維可視化方法，其特征在于，包括：

S1，基于大場景的視頻數據及掃描數據，獲取所述大場景的圖像序列；

S2，基于所述圖像序列，進行圖像特征提取與匹配、稀疏重建和稠密三維重建，獲取所述大場景的三維數據；

S3，基于所述三維數據進行三維建模。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述視頻數據及掃描數據包括：所述大場景的地形、遺址、宮殿、景區以及文物的視頻數據或者掃描數據。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1進一步包括：

基于預定的相似度策略，利用關鍵幀提取算法提取所述視頻數據及掃描數據的關鍵圖像幀；

基于所述關鍵圖像幀生成圖像序列。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，S2中所述圖像特征提取與匹配包括：

基于所述圖像序列的每一幅圖像，從所述每一幅圖像中提取特征點或特征線，所述特征點或特征線為真實場景三維空間在每一幅圖像上的投影；

在所述圖像序列的所有圖像中獲取與所述特征點或特性線的對應部分，以進行圖像匹配。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，S2中所述稀疏重建和稠密三維重建包括：

基于所述圖像特征提取與匹配得到的特征點或特征線，根據三角測量原理恢復所述特征點或特征線的深度信息，以獲得物體表面特征點的種子面片；

基于所述種子面片進行擴散，當擴散的種子面片能將物體或場景的表面全部覆蓋時停止擴散，獲得稠密面片；

基于灰度一致性和幾何可見性，過濾掉所述稠密面片中錯誤的面片。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，S3中所述三維建模包括：對于所述大場景內的建筑輪廓和墻體采用多邊形建模方法，對屋頂和屋脊等采用面片建模方法。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3進一步包括：

基于HTC Vive集成化運動傳感器，實現所述大場景的三維可視化交互，所述交互包括定位追蹤和運動捕捉；

在三維處理軟件中進行物理碰撞效果的設置。

8.一種面向大場景的三維可視化裝置，其特征在于，包括：

圖像序列模塊，用于基于大場景的視頻數據及掃描數據，獲取所述大場景的圖像序列；

三維數據模塊，用于基于所述圖像序列，進行圖像特征提取與匹配、稀疏重建和稠密三維重建，獲取所述大場景的三維數據；以及

建模交互模塊，用于基于所述三維數據，利用三維處理軟件進行三維建模，并加入交互功能。

9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述三維數據模塊進一步包括特征提取與匹配模塊，所述特征提取與匹配模塊包括：特征提取單元，用于基于所述圖像序列的每一幅圖像，從所述每一幅圖像中提取特征點或特征線，所述特征點或特征線為真實場景三維空間在每一幅圖像上的投影；以及

圖像匹配單元，用于在所述圖像序列的所有圖像中獲取與所述特征點或特性線的對應部分，以進行圖像匹配。

10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述三維數據模塊進一步包括稀疏稠密重建模塊，所述稀疏稠密重建模塊包括：

種子面片單元，用于基于所述圖像特征提取與匹配得到的特征點或特征線，根據三角測量原理恢復所述特征點或特征線的深度信息，以獲得物體表面特征點的種子面片；

稠密面片單元，用于基于所述種子面片進行擴散，當擴散的種子面片能將物體或場景的表面全部覆蓋時停止擴散，獲得稠密面片；以及

過濾單元，用于基于灰度一致性和幾何可見性，過濾掉所述稠密面片中錯誤的面片。