[發(fā)明專利]一種基于拍照重建三維空間場(chǎng)景的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880066029.6
• 申請(qǐng)日: 2018-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111247561B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃孝敏;趙明;蔡锫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海亦我信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00
• 代理公司: 北京天達(dá)共和律師事務(wù)所 11798
• 代理人: 劉德旺

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于拍照重建三維空間場(chǎng)景的方法，包括以下步驟：S1：導(dǎo)入所有空間的照片，將照片按照拍攝時(shí)的方向和視角對(duì)應(yīng)于三維空間，使得從三維空間的相機(jī)位置觀看時(shí)，每個(gè)像素的觀看方向與拍攝時(shí)一致；S2：將房間視為多個(gè)平面的集合，先確定一個(gè)平面，再通過(guò)平面間相互關(guān)系和平面間的交線，逐一確定所有平面；S3：通過(guò)標(biāo)記系統(tǒng)標(biāo)記房間空間結(jié)構(gòu)，并獲得尺寸信息；S4：通過(guò)S3收集到的點(diǎn)坐標(biāo)信息建立房間的三維空間模型。本發(fā)明既能還原場(chǎng)景的三維空間模型，同時(shí)包含尺寸信息和紋理信息且不丟失細(xì)節(jié)，同時(shí)能夠快速方便地對(duì)三維空間場(chǎng)景進(jìn)行編輯修改，又能同時(shí)生成帶尺寸信息且不失真的二維平面圖。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三維建模方法，尤其涉及一種基于拍照重建三維空間場(chǎng)景的方法。

背景技術(shù)

三維空間的建模是近年來(lái)得到快速發(fā)展和應(yīng)用的一項(xiàng)技術(shù)，在虛擬現(xiàn)實(shí)、房屋裝修、室內(nèi)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)有的三維空間場(chǎng)景建模一般采用以下方案：

1、采用雙目立體視覺(jué)(Binocular Stereo Vision)系統(tǒng)。基于視差原理并利用成像設(shè)備從不同的位置獲取被測(cè)物體的兩幅圖像，通過(guò)計(jì)算圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的位置偏差，來(lái)獲取物體三維幾何信息的方法。融合兩只眼睛獲得的圖像并觀察它們之間的差別，使我們可以獲得明顯的深度感，建立特征間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將同一空間物理點(diǎn)在不同圖像中的映像點(diǎn)對(duì)應(yīng)起來(lái)。該方法雖然拍攝設(shè)備簡(jiǎn)單，但若要用于三維空間的重建，所需拍攝的照片數(shù)量極多，非常耗時(shí)，而且后期需要大量的時(shí)間來(lái)計(jì)算模型，一旦模型出現(xiàn)問(wèn)題，修復(fù)方法又非常繁瑣，非專業(yè)人員無(wú)法操作，因此，雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)雖然已出現(xiàn)多年但卻無(wú)法做到大面積推廣。

2、激光點(diǎn)云技術(shù)，是使用TOF或者結(jié)構(gòu)光測(cè)距原理，獲取物體表面每個(gè)采樣點(diǎn)的空間坐標(biāo)，得到的是一系列表達(dá)目標(biāo)空間分布和目標(biāo)表面特性的海量點(diǎn)的集合，這個(gè)點(diǎn)集合就稱之為“點(diǎn)云”(Point Cloud)。點(diǎn)云的屬性包括：空間分辨率，點(diǎn)位精度，表面法向量等。但是激光點(diǎn)云技術(shù)一方面需要用戶額外采購(gòu)體積龐大、價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜的點(diǎn)云設(shè)備，另一方面會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)不利于存儲(chǔ)和處理，當(dāng)需要拼接多組數(shù)據(jù)時(shí)，由于數(shù)據(jù)量巨大，花費(fèi)時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)，效果不盡如人意。因此，點(diǎn)云技術(shù)雖然已出現(xiàn)多年但推廣起來(lái)卻困難重重。

由上可見(jiàn)，目前還缺乏一種簡(jiǎn)單易用、成本較低但效果較好的方法來(lái)解決上述問(wèn)題。

發(fā)明概述

技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于拍照重建三維空間場(chǎng)景的方法，既能還原場(chǎng)景的三維空間模型，同時(shí)包含紋理信息和尺寸信息且不丟失細(xì)節(jié)，同時(shí)能夠快速方便地對(duì)三維空間場(chǎng)景進(jìn)行編輯修改，又能同時(shí)生成帶尺寸信息且不失真的二維平面圖。

問(wèn)題的解決方案

技術(shù)解決方案

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是提供基于拍照重建三維空間場(chǎng)景的方法，包括以下步驟：S1：導(dǎo)入所有空間的照片，對(duì)每個(gè)空間導(dǎo)入在同一個(gè)拍攝點(diǎn)拍攝的包含空間主要特征的一組照片，將照片按照拍攝時(shí)的方向和視角對(duì)應(yīng)于三維空間，使得從三維空間的相機(jī)位置觀看時(shí)，每個(gè)像素的觀看方向與拍攝時(shí)一致；S2：將房間視為多個(gè)平面的集合，先確定第一個(gè)平面，再通過(guò)平面間相互關(guān)系和平面間的交線，逐一確定所有平面；S3：通過(guò)標(biāo)記系統(tǒng)標(biāo)記房間空間結(jié)構(gòu)，并獲得尺寸信息；S4：通過(guò)S3收集到的點(diǎn)坐標(biāo)信息建立房間的三維空間模型。

上述的基于拍照重建三維空間場(chǎng)景的方法，其中，所述步驟S1還包括，將每個(gè)空間的照片合成360度全景圖，然后將全景圖對(duì)應(yīng)于三維空間，使得從三維空間的相機(jī)位置觀看時(shí)，每個(gè)像素的觀看方向與拍攝時(shí)一致。

上述的基于拍照重建三維空間場(chǎng)景的方法，其中，所述步驟S2中，確定第一個(gè)平面方法包括：通過(guò)查找平面上的三條垂直相交墻線來(lái)確定一個(gè)平面或者查找平面四個(gè)墻角來(lái)確定一個(gè)平面。