[發明專利]三維建模系統及三維建模方法

有效

• 申請號: 202110724089.6
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113345084B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 常遠;段龍梅;徐彤;郭春陽;趙先洋;呂大邦;尹秋文;劉凡
• 申請（專利權）人: 吉林省交通規劃設計院
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06V20/17;G06V10/74
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 黃君軍

1.一種三維建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

S0、在所述待建模區域的地面及物體側面均勻布設標志點組，建立坐標系，測量所述標志點組包含的所有標志點的現實三維坐標；

S1、通過空中視頻獲取單元和地面視頻獲取單元同時進行視頻獲取，得到待建模區域的空中全景視頻和地面全景視頻；空中視頻獲取單元包括用于進行空中移動的無人機；地面視頻獲取單元包括用于進行地面移動的地面移動裝置；

S2、通過處理器單元根據所述空中全景視頻和所述地面全景視頻進行三維建模，得到三維實景模型；所述步驟S2包括以下步驟：

S201、通過處理器的視頻拼接模塊，使用球形全景模型對所述空中全景視頻和所述地面全景視頻進行拼接，得到空地全景視頻；

S202、通過所述處理器的地面視頻幀抽取模塊對所述地面全景視頻進行視頻幀自適應抽取，得到用于三維重建的地面關鍵幀組；通過所述處理器的地面密集點云生成模塊，根據所述標志點組對所述地面關鍵幀組進行空中三角測量，根據所述地面關鍵幀組獲取地面多視影像集，并根據所述地面多視影像集進行立體重建，得到地面密集點云；

在所述步驟S202中，對所述地面全景視頻進行視頻幀自適應抽取包括以下步驟：

通過所述地面視頻幀抽取模塊對比所述地面全景視頻的相鄰視頻幀的相似度，去除停留片段視頻幀；

獲取所述地面全景視頻中每幀視頻幀的左視切片和右視切片，根據相鄰側視切片之間的相對水平位移進行計算，去除旋轉片段視頻幀；

設定進行去除后的地面全景視頻的第一幀視頻幀為第一地面關鍵幀，計算后續視頻幀與前一關鍵幀之間的重疊率，并與預設重疊率閾值進行對比，視頻幀中與前一關鍵幀之間的重疊率滿足所述預設重疊率閾值的視頻幀選取為當前關鍵幀，直至遍歷所有視頻幀，得到所述地面關鍵幀組；

根據所述地面關鍵幀組獲取所述地面多視影像集包括以下步驟：

根據所述地面關鍵幀組中的每幀地面關鍵幀的左視切片和右視切片，對相鄰關鍵幀進行最優交會視角切片，得到所述地面多視影像集。

在所述步驟S202中，對所述空中全景視頻進行視頻幀自適應抽取包括以下步驟：

通過所述空中視頻幀抽取模塊對比所述空中全景視頻的相鄰視頻幀的相似度，去除停留片段視頻幀；

獲取所述空中全景視頻中每幀視頻幀的下視切片，根據相鄰下視切片之間的重心坐標變化進行計算，去除旋轉片段視頻幀；

設定進行去除后的空中全景視頻的第一視頻幀為第一空中關鍵幀，計算后續視頻幀與前一關鍵幀之間的重疊率，并與預設重疊率閾值進行對比，視頻幀中與前一關鍵幀之間的重疊率滿足所述預設重疊率閾值的視頻幀選取為當前關鍵幀，直至遍歷所有視頻幀，得到所述空中關鍵幀組；

根據所述空中關鍵幀組獲取所述空中多視影像集包括以下步驟：

根據空中三角測量解算的空中關鍵幀方位，確定所述空中關鍵幀組中的相鄰空中關鍵幀范圍內的采集方向；

對每幀空中關鍵幀進行垂直于所述采集方向的兩個視角的直線投影，得到每幀空中關鍵幀的左視切片和右視切片；

根據每幀空中關鍵幀的左視切片和右視切片，對相鄰關鍵幀進行最優交會視角切片，得到所述空中多視影像集；

通過所述處理器的空中視頻幀抽取模塊對所述空中全景視頻進行視頻幀自適應抽取，得到用于三維重建的空中關鍵幀組；通過所述處理器的空中密集點云生成模塊，根據所述標志點的測量平差對所述空中關鍵幀組進行空中三角測量，根據所述空中關鍵幀組獲取空中多視影像集，并根據所述空中多視影像集進行立體重建，得到空中密集點云；

S203、通過所述處理器的點云融合模塊對所述地面密集點云和所述空中密集點云進行點云配準，并對配準后的所述地面密集點云和所述空中密集點云進行融合，得到空地三維點云；

S204、通過所述處理器的三維網格構建模塊，根據所述空地三維點云，構建三維網格模型；通過所述處理器的紋理影像生成模塊，對所述三維網格模型的每個網格面片生成映射影像，得到每個網格面片的映射候選影像集；通過所述處理器的最佳映射影像選取模塊，在所述映射候選影像集中選取最佳映射影像；通過所述處理器的三維實景模型生成模塊，根據所述最佳映射影像進行紋理映射，生成三維實景模型。