[發(fā)明專利]一種室內(nèi)全景影像逆向建模融合方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010567066.4
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111768446B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅再謙;向煜;黃志;劉寓;張俊;劉穎;華媛媛;韓熙;朱勃;張彥;曹欣;王軍濤;王永剛;李兵
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶數(shù)字城市科技有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務(wù)所(普通合伙) 50211
• 代理人: 郭云

1.一種室內(nèi)全景影像逆向建模融合方法，其特征在于,具體包括以下步驟：

S1：在室內(nèi)不同位置點(diǎn)設(shè)置相機(jī)，對室內(nèi)進(jìn)行拍攝得到全景圖像并構(gòu)建相機(jī)成像球面投影模型；

S2：選取室內(nèi)地面的第一特征點(diǎn)，并計(jì)算第一特征點(diǎn)在相機(jī)成像球面投影模型中的空間坐標(biāo)；

第一特征點(diǎn)P2′的空間坐標(biāo)計(jì)算公式為：

公式(2)中，h表示球心O到室內(nèi)地面的垂直距離；θ_P2表示向量與XOZ平面的角度；λ_P2表示向量在XOZ平面的投影與Z軸正方向的角度；

S3：選取第一特征點(diǎn)垂直線上的第二特征點(diǎn)，并計(jì)算第二特征點(diǎn)在相機(jī)成像球面投影模型中的空間坐標(biāo)；

第二特征點(diǎn)P1′的空間坐標(biāo)計(jì)算公式為：

公式(3)中，h表示球心O到室內(nèi)地面的垂直距離；θ_P2表示向量與XOZ平面的角度；θ_P1表示向量與XOZ平面的角度；λ_P1表示向量在XOZ平面的投影與Z軸正方向的角度；

S4：重復(fù)步驟S2、S3，直至計(jì)算出室內(nèi)空間立面所有特征點(diǎn)，基于室內(nèi)空間的幾何規(guī)則性，對室內(nèi)空間中每一個立面，順次連接其特征點(diǎn)完成構(gòu)面，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)不同位置點(diǎn)的空間模型構(gòu)建；

S5：統(tǒng)一室內(nèi)不同位置點(diǎn)的空間模型的坐標(biāo)系并進(jìn)行拼接，得到室內(nèi)全景空間模型。

2.如權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)全景影像逆向建模融合方法，其特征在于,還包括：

S6：在室內(nèi)全景空間模型中，將全景照片作為紋理，根據(jù)特征點(diǎn)的空間坐標(biāo)，依據(jù)視點(diǎn)位置動態(tài)映射到室內(nèi)全景空間模型上；同時，在單位置點(diǎn)的空間模型中，以室內(nèi)全景空間模型為支撐，對單位置點(diǎn)的球面模型上任意點(diǎn)，動態(tài)計(jì)算對應(yīng)點(diǎn)的深度數(shù)據(jù)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)全景影像逆向建模融合方法，其特征在于,所述相機(jī)成像球面投影模型的建立為：

以全景圖像的球心O點(diǎn)為原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系，經(jīng)過原點(diǎn)與室內(nèi)地面垂直的軸為Y軸；經(jīng)過球心與室內(nèi)地面平行的軸為Z軸；經(jīng)過球心與室內(nèi)地面平行且與Z軸垂直的軸為X軸；

則模型上任意一點(diǎn)P(x,y,z)的空間坐標(biāo)為：

公式(1)中，d表示點(diǎn)P到球心O的距離；θ表示向量與XOZ平面的角度，λ表示向量在XOZ平面的投影與Z軸正方向的角度。

4.如權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)全景影像逆向建模融合方法，其特征在于,統(tǒng)一室內(nèi)不同位置點(diǎn)的空間模型的坐標(biāo)系的方法為：

S5-1：在室內(nèi)不同位置點(diǎn)的空間模型中，任意選擇一個位置點(diǎn)的空間模型作為錨定場景，從錨定場景的相鄰場景開始，將相鄰場景的模型通過同名點(diǎn)變換到錨定場景，然后將該相鄰場景和錨定場景作為一個整體；

S5-2：重復(fù)步驟S5-1，直至所有位置點(diǎn)的空間模型轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系為止。

5.如權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)全景影像逆向建模融合方法，其特征在于,對室內(nèi)全景空間模型中被遮擋的位置或變形的位置進(jìn)行修正。

6.如權(quán)利要求2所述的一種室內(nèi)全景影像逆向建模融合方法，其特征在于,所述S6具體包括：在每一個位置點(diǎn)的室內(nèi)空間球面投影模型中，相機(jī)成像球面模型上任一特征點(diǎn)的空間坐標(biāo)為P_i(x_i,y_i,z_i)，其對應(yīng)的室內(nèi)全景空間模型坐標(biāo)為P_i′(x′_i,y_i′,z_i′),在模型視點(diǎn)及視角變化過程中，對模型的每一個面完成特征點(diǎn)的映射，從而實(shí)現(xiàn)由特征點(diǎn)所組成的紋理向模型面的動態(tài)映射。

7.如權(quán)利要求2所述的一種室內(nèi)全景影像逆向建模融合方法，其特征在于,動態(tài)計(jì)算點(diǎn)的深度數(shù)據(jù)包括：

單位置點(diǎn)的空間模型中選取任意點(diǎn)P，視點(diǎn)O與點(diǎn)P連線的延長線與室內(nèi)全景空間模型相交于點(diǎn)P′(x_P′,y_P′,z_P′)，

公式(4)中，d_p′表示點(diǎn)p′到球心O的距離，即點(diǎn)p的深度值；θ表示向量與XOZ平面的角度，λ表示向量在XOZ平面的投影與Z軸正方向的角度；

取點(diǎn)p′所在的室內(nèi)空間模型面中任意三個特征點(diǎn)P₁(x₁,y₁,z₁)，P₂(x₂,y₂,z₂)，P₃(x₃,y₃,z₃)，即點(diǎn)p′與p₁,p₂,p₃共面，則法向量表示特征點(diǎn)P1和P2的向量，表示特征點(diǎn)P1和P3的向量，表示特征點(diǎn)P₁到P′的向量，因此可得到η·(x_p′-x₁,y_p′-y₁,z_p′-z₁)＝0；

則點(diǎn)p的深度值d_p′為：

A＝(x₁?y₁?z₁)，

公式(5)中，其中A、B、C為矩陣，θ表示向量與XOZ平面的角度，λ表示向量在XOZ平面的投影與Z軸正方向的角度。