[發明專利]一種可編輯定義的自動化相機軌跡生成方法、裝置、系統和存儲介質

有效

• 申請號: 202110400957.5
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113067986B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 王銳;鮑虎軍;張昊;鄭家祥;唐睿
• 申請（專利權）人: 杭州群核信息技術有限公司;浙江大學
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;G06T7/80
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 曹兆霞

本發明公開了一種可編輯定義的相機軌跡生成方法、裝置、系統和存儲介質，包括：基于DSL自定義場景篩選條件、軌跡參數和相機參數；依據自定義的景篩選條件生成篩選指令后通過執行篩選指令從數據庫中篩選多個場景；依據自定義的軌跡參數和相機參數生成軌跡生成指令后，在執行軌跡生成指令時根據軌跡參數和相機參數在場景中通過雙物理體的軌跡生成策略計算每個時刻的相機位置和視角方向，以形成相機軌跡。通過基于DSL自定義修改的軌跡參數和相機參數，配合通過物理規則確定的相機位置和視角方向來生成滿足需求的批量相機軌跡。

技術領域

本發明屬于實時繪制領域，尤其涉及可編輯定義的自動化相機軌跡生成方法、裝置、系統和存儲介質。

背景技術

位置隨時間變化的規范稱為軌跡，在一些情況下，軌跡完全由任務決定，例如需要跟蹤一個已知運動物體的移動，或者簡單地從一個位置運動到另一個位置。軌跡是關于時間的位置函數，軌跡生成任務的一個子類是攝像機軌跡生成。

攝像機軌跡生成是為場景生成一個合適的觀察軌跡的過程，需要滿足現實中加速度、力矩等物理要求，同時更夠盡可能覆蓋場景中的各個部分。攝像機軌跡生成在稠密三維重建等領域的研究中有著廣泛的需求。隨著計算機視覺技術的發展，對于視頻相關的任務的研究越來越多，促進了很多視頻數據集的發布，與此同時人們對于攝像機軌跡生成的需求也越來越大。目前的大多數視頻數據集都是使用人手工操作的SLAM系統來收集手持攝像機拍攝的視頻，然后將記錄下的攝像機軌跡用于計算機視覺相關任務中。然而，依靠人工手動生成軌跡的方式費時費力，同時這樣的方法也限制了視頻數據集的規模。因此如何快速自動化生成具有多樣性的攝像機軌跡就成為了一個待解決的問題。

近年來各種不同方法已經被提出，例如:(1)點到點的軌跡生成方法；(2)通過點的軌跡生成方法。其中點到點的軌跡，直接根據關鍵點到關鍵點之間在笛卡爾空間的直線軌跡，可以通過在空間中指定一系列的關鍵點生成軌跡，這樣的方法生成的軌跡一般不夠平滑；通過點的軌跡可以通過設置一系列關鍵點，然后通過貝塞爾曲線差值、三次埃爾米特曲線差值等差值方法得到一段攝像機軌跡，使用通過點的軌跡生成的軌跡相比于點到點的軌跡生成方法更加平滑，但是通過點的軌跡生成方法生成的軌跡會偏離關鍵點的直線路徑可能會與場景中的物體產生碰撞。此外，上述兩種方法通常都集中在以半自動化的方式生成軌跡，需要人工設置一系列的關鍵點，再由算法進行差值。在面對大批量的室內場景數據集的生成時，使用上述的半自動的軌跡生成方法，為每個場景人工設置攝像機軌跡是不現實的，因此亟需一種自動化的軌跡生成方法。

在計算機視覺技術的研究中，不同類型的數據集所需要的軌跡長度，速度等屬性往往是不一樣的，在研究中對于虛擬場景的攝像機軌跡生成往往需要生成大批量不同長度、速度、視場等參數的攝像機軌跡以匹配不同的真實數據集以提高算法從虛擬場景到真實場景的泛化能力，在這樣的背景下，能夠快速自動化地為不同任務批量并行生成滿足特定要求的攝像機軌跡已成為一個實際的需求。

發明內容

鑒于上述，本發明的目的是提供一種可編輯定義的自動化相機軌跡生成方法、裝置、系統和存儲介質，通過基于DSL自定義修改的軌跡參數和相機參數，配合通過物理規則確定的相機位置和視角方向來生成滿足需求的批量相機軌跡。

為實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

第一方面，一種可編輯定義的相機軌跡生成方法，包括以下步驟：

基于DSL自定義場景篩選條件、軌跡參數和相機參數；

依據自定義的景篩選條件生成篩選指令后通過執行篩選指令從數據庫中篩選多個場景；

依據自定義的軌跡參數和相機參數生成軌跡生成指令后，在執行軌跡生成指令時根據軌跡參數和相機參數在場景中通過雙物理體的軌跡生成策略計算每個時刻的相機位置和視角方向，以形成相機軌跡。

第二方面，一種可編輯定義的相機軌跡生成裝置，包括：