[發明專利]多機協同掃描方法、裝置及電子設備

有效

• 申請號: 202110939911.0
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113393579B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 陳方平;陸煜衡;李蘊儀;朱勝利;馬輝
• 申請（專利權）人: 天津云圣智能科技有限責任公司
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06K9/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 董艷芳

本發明提供了一種多機協同掃描方法，所述方法應用于服務器，所述服務器分別與第一無人機和至少一個第二無人機通信連接，所述第一無人機用于掃描待掃描場景的三維體素地圖，所述第二無人機用于掃描所述待掃描場景的場景圖像，所述待掃描場景包括至少一個待掃描區域，包括：控制所述第一無人機采集當前待掃描區域的三維體素地圖，并基于所述三維體素地圖生成所述當前待掃描區域對應的覆蓋模型；基于所述覆蓋模型分別確定各個所述第二無人機對應的掃描軌跡；按照各個所述第二無人機對應的掃描軌跡，控制各個所述第二無人機掃描所述當前待掃描區域的場景圖像。本發明可以有效提高掃描場景圖像的效率和精度，從而顯著提高三維重建效果。

技術領域

本發明涉及無人機掃描技術領域，尤其是涉及一種多機協同掃描方法、裝置及電子設備。

背景技術

目前，不論是通過增強現實和虛擬現實實現的城市3D（three-dimensional，三維）內容創建，還是智慧城市的數字孿生和自動駕駛技術，都離不開城市戶外環境的重建與繪制，作為繼圖像和視頻之后又一重要媒介的城市實景三維模型的構建，在城市發展中扮演越來越重要的角色，其中，無人機發揮了不可替代的重要作用。無人機廣泛應用于空中大規模3D掃描與場景重建，在實際應用中，為了能夠獲取三維重建效果，需要控制無人機盡可能稠密地采集照片，以便能夠較為全面地覆蓋建模所需的場景。但是，相關技術提供的三維重建技術中，需要靠經驗豐富的飛手控制無人機采集照片，而該技術手段必然難以精準地操控無人機拍攝每一視角的照片。同時，受無人機飛行時間限制，飛手沒有充足的時間去思考怎樣設計飛行軌跡、姿態和角度等，而且也不能精準的躲避飛行環境中的障礙物，從而導致采集的照片效果不佳，進而影響最終的三維重建效果。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種多機協同掃描方法、裝置及電子設備，可以有效提高掃描場景圖像的效率和精度，從而顯著提高三維重建效果。

第一方面，本發明實施例提供了一種多機協同掃描方法，所述方法應用于服務器，所述服務器分別與第一無人機和至少一個第二無人機通信連接，所述第一無人機用于掃描待掃描場景的三維體素地圖，所述第二無人機用于掃描所述待掃描場景的場景圖像，所述待掃描場景包括至少一個待掃描區域，所述方法包括：控制所述第一無人機采集當前待掃描區域的三維體素地圖，并基于所述三維體素地圖生成所述當前待掃描區域對應的覆蓋模型；其中，所述覆蓋模型用于覆蓋所述當前待掃描區域內的采集視點；基于所述覆蓋模型分別確定各個所述第二無人機對應的掃描軌跡；按照各個所述第二無人機對應的掃描軌跡，控制各個所述第二無人機掃描所述當前待掃描區域的場景圖像。

在一種實施方式中，所述第一無人機配置有多個圖像采集裝置，所述圖像采集裝置包括至少一對雙目攝像頭；所述控制所述第一無人機采集當前待掃描區域的三維體素地圖的步驟，包括：控制所述雙目攝像頭采集當前待掃描區域的深度圖像；將所述深度圖像映射到預先配置的球形空間中得到三維體素地圖。

在一種實施方式中，所述基于所述覆蓋模型分別確定各個所述第二無人機對應的掃描軌跡的步驟，包括：基于所述覆蓋模型確定所述當前待掃描區域包含的采集視點集合；基于所述采集視點集合為各個所述第二無人機分配采集任務；其中，所述采集任務包括至少一個采集視點根據所述采集任務規劃各個所述第二無人機對應的掃描軌跡。

在一種實施方式中，所述基于所述采集視點集合為各個所述第二無人機分配采集任務的步驟，包括：基于第一參數、第二參數、縮放因子和無人機正常續航能力，將所述采集視點集合劃分為至少一個采集視點子集合；其中，第一參數用于表征所述第二無人機起始點到所述采集視點子集合的距離；第二參數用于表征各個所述第二無人機當前續航能力；基于每個所述采集視點子集合分別確定每個所述第二無人機對應的采集任務。

在一種實施方式中，所述基于所述三維體素地圖生成所述當前待掃描區域對應的覆蓋模型的步驟，包括：按照以下公式構建所述覆蓋模型：