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[發(fā)明專利]基于手繪地圖的3D場景重建實現(xiàn)方法及系統(tǒng)在審

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 202210086092.4 申請日: 2022-01-25
公開(公告)號: CN116543115A 公開(公告)日: 2023-08-04
發(fā)明(設(shè)計)人: 肖雙九;楊睿恒;董德禮;楊旭波 申請(專利權(quán))人: 上海交通大學(xué)
主分類號: G06T17/05 分類號: G06T17/05;G06T7/11;G06T5/30;G06N3/0475;G06N3/0464;G06N3/048;G06N3/082;G06V10/774
代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201 代理人: 王毓理;王錫麟
地址: 200240 *** 國省代碼: 上海;31
權(quán)利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 基于 手繪 地圖 場景 重建 實現(xiàn) 方法 系統(tǒng)
【權(quán)利要求書】:

1.一種基于手繪地圖的3D場景重建實現(xiàn)方法,其特征在于,包括:GIS位圖數(shù)據(jù)生成階段和三維場景模型重建階段,其中:GIS位圖數(shù)據(jù)生成階段中,將用戶輸入的手繪地圖轉(zhuǎn)化為語義圖后,采用圖像翻譯網(wǎng)絡(luò)將輸入的語義圖轉(zhuǎn)換成街區(qū)位圖,再利用StrtdemGAN網(wǎng)絡(luò)模型將街區(qū)位圖轉(zhuǎn)換成地形梯度場從而獲得地形的高度變化數(shù)據(jù),最后以積分梯度的方式生成地形高度圖;在三維場景模型重建階段中,根據(jù)GIS位圖數(shù)據(jù)生成GIS矢量數(shù)據(jù),并依據(jù)各GIS矢量數(shù)據(jù)重建地形上的各類附著物模型;

所述的StrtdemGAN網(wǎng)絡(luò)模型采用gradient?penalty技術(shù)以提升其訓(xùn)練的穩(wěn)定性,該StrtdemGAN網(wǎng)絡(luò)模型具體包括:生成器和判別器,該生成器包括:四層卷積層、兩層反卷積層和九個Resnet?Block,每層之間均有BN層和LeakyReLU激活函數(shù)連接;判別器包括:5個卷積層,每層之間用LeakyReLU激活函數(shù)進(jìn)行連接,沒有BN層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手繪地圖的3D場景重建實現(xiàn)方法,其特征是,所述的StrtdemGAN網(wǎng)絡(luò)模型輸出矩陣形式的地形梯度場,矩陣中每個元素具有兩個維度,分別表示該位置地形梯度的x和y方向值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手繪地圖的3D場景重建實現(xiàn)方法,其特征是,所述的StrtdemGAN網(wǎng)絡(luò)模型的損失函數(shù)包括一個基于格林公式的特殊函數(shù),用于使輸出數(shù)據(jù)滿足積分與路徑的無關(guān)條件,具體為:其中:G為網(wǎng)絡(luò)的生成器,S為網(wǎng)絡(luò)的輸入,z為一個隨機(jī)數(shù),x為網(wǎng)絡(luò)輸出矩陣中每個元素的第0維變量,y為網(wǎng)絡(luò)輸出矩陣中每個元素的第1維變量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手繪地圖的3D場景重建實現(xiàn)方法,其特征是,所述的積分梯度的方式是指對于地形高度圖每一個位置(xt,yt)的像素值,從圖片左上角開始,以一個初始值先沿x軸方向累加梯度場中的梯度值,當(dāng)x值達(dá)到xt之后,再沿y方向累加梯度場的梯度值,直到到達(dá)目標(biāo)點(xt,yt),此時累加的值就為x-y路徑下該點地形的高度大小;然后再從圖片左上角和初始值開始,先沿y方向累加,再沿x方向累加,得出y-x路徑下該點的高度值,將兩個高度值求平均得出(xt,yt)位置最終的地形高度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手繪地圖的3D場景重建實現(xiàn)方法,其特征是,所述的圖像翻譯網(wǎng)絡(luò),通過以下方式構(gòu)建得到用于訓(xùn)練的數(shù)據(jù)集SKE2STRT,包括以下步驟:

1)使用java?scripts腳本從高德地圖中不斷改變經(jīng)緯度值,截取多個在不同經(jīng)緯度但具有同樣經(jīng)緯度跨度的地圖塊做為街區(qū)位圖,同步記錄下截取這些街區(qū)位圖所用的經(jīng)緯度;

2)根據(jù)截取到的街區(qū)位圖,利用本發(fā)明修改制作的數(shù)據(jù)標(biāo)注工具人工簡易描繪這些地圖,從而得到一張與街區(qū)位圖對應(yīng)的語義圖;

3)將街區(qū)位圖和語義圖轉(zhuǎn)換為同樣的大小并儲存為一個數(shù)據(jù)集。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手繪地圖的3D場景重建實現(xiàn)方法,其特征是,所述的StrtdemGAN網(wǎng)絡(luò)模型,通過以下方式構(gòu)建得到用于訓(xùn)練的數(shù)據(jù)集SRTR2DEM,包括以下步驟:

1)從SRTM?30m數(shù)據(jù)庫中按照經(jīng)緯度收集一個較大范圍的高程數(shù)據(jù);

2)使用java?scripts腳本從高德地圖中不斷改變經(jīng)緯度值,截取多個在不同經(jīng)緯度但具有同樣經(jīng)緯度跨度的地圖塊做為街區(qū)位圖,同步記錄下截取這些街區(qū)位圖所用的經(jīng)緯度,并保證收集的高程數(shù)據(jù)在這些經(jīng)緯度位置不為空;

3)根據(jù)截取街區(qū)位圖所用經(jīng)緯度數(shù)據(jù),在高程數(shù)據(jù)中截取同樣范圍的高程數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為高度圖;

4)將街區(qū)位圖和高度圖轉(zhuǎn)換為同樣的大小并儲存為一個數(shù)據(jù)集。

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3、專利數(shù)據(jù)每周兩次同步更新,支持Adobe PDF格式;

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