[發(fā)明專利]一種基于虛擬現(xiàn)實的三維重建山洞的方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011424521.1
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112634445A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許胡宇;潘志庚
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06F3/01
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 葉潔勇

1.一種基于虛擬現(xiàn)實的三維重建山洞的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S100，獲取山洞的深度圖像；

S200，對深度圖像進(jìn)行預(yù)處理生成三維數(shù)據(jù)包；

S300，根據(jù)三維數(shù)據(jù)包進(jìn)行山洞場景重建得到三維山洞場景；

S400，在三維山洞場景中添加交互腳本。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬現(xiàn)實的三維重建山洞的方法，其特征在于，在S100中，獲取山洞的深度圖像的方法為：通過線纜或者無線網(wǎng)絡(luò)遙控設(shè)置有CCD相機(jī)的無人車在山洞中行進(jìn)，對山洞內(nèi)壁的洞體表面深度圖像進(jìn)行采集，在無人車的行進(jìn)中，無人車上攜帶的紅外設(shè)備以一定的角度向山洞內(nèi)壁的洞體表面投射紅外線，光遇到山洞的內(nèi)壁后發(fā)生反射并被CCD相機(jī)的CCD圖像傳感器所采集并捕獲反射回來的紅外線，隨著無人車的移動，此時獲取的反射光線也會產(chǎn)生相應(yīng)的偏移值，根據(jù)三角測距法測量紅外線發(fā)射角度、偏移距離、中心矩值和位置關(guān)系，計算出發(fā)射器到物體之間的距離從而生成深度信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬現(xiàn)實的三維重建山洞的方法，其特征在于，在S200中，對深度圖像進(jìn)行預(yù)處理生成三維數(shù)據(jù)包的方法為：對深度圖像進(jìn)行圖像濾波，點(diǎn)云重建與曲面重建，點(diǎn)云重建與曲面重建為對稀疏點(diǎn)和稠密點(diǎn)云的重建，并進(jìn)行紋理映射操作最終生成一個包含三維物體相關(guān)信息的三維數(shù)據(jù)包，其中，點(diǎn)云重建與曲面重建分為組合類和擬合類算法：組合類算法包括：Crust、Power Crust、Co-cone、Robust Cocone、BallPivoting、DBRG中的任意一種；擬合類算法包括：Signed Distance Function、Mls、APSS、RIMLS、Poisson、Voronoi Graph PCA、Screened Poisson、SSD、Wavelet中的任意一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬現(xiàn)實的三維重建山洞的方法，其特征在于，在S300中，根據(jù)三維數(shù)據(jù)包進(jìn)行山洞場景重建得到三維山洞場景的方法為：在三維數(shù)據(jù)包中包含Vertex數(shù)組和triangle數(shù)組；將三維數(shù)據(jù)包Unity3D中生成結(jié)構(gòu)體，并且從結(jié)構(gòu)體中讀取這vertex數(shù)組和triangle數(shù)組；并將vertex數(shù)組和triangle數(shù)組賦值給mesh組件中的vertex變量和triangle變量重建三維模型，從而得到三維山洞場景。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬現(xiàn)實的三維重建山洞的方法，其特征在于，在S400中，在三維山洞場景中添加交互腳本的方法為：通過VRTK插件和SteamVR Plugins插件將插件中默認(rèn)的腳本掛載到三維山洞場景，使三維山洞場景中夠在虛擬現(xiàn)實環(huán)境下進(jìn)行交互，從而能夠?qū)崿F(xiàn)漫游場景，在虛擬世界中漫游三維山洞場景。

6.一種基于虛擬現(xiàn)實的三維重建山洞的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序運(yùn)行在以下系統(tǒng)的單元中：

深度圖像采集單元，用于獲取山洞的深度圖像；

圖像預(yù)處理單元，用于對深度圖像進(jìn)行預(yù)處理生成三維數(shù)據(jù)包；

三維場景重建單元，用于根據(jù)三維數(shù)據(jù)包進(jìn)行山洞場景重建得到三維山洞場景；

交互腳本添加單元，用于在三維山洞場景中添加交互腳本。