[發(fā)明專利]一種面向建筑數(shù)字孿生的虛實實體坐標映射方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210217834.2
• 申請日: 2022-03-08
• 公開（公告）號: CN114329747B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 周小平;王佳;馮馳原;鄭洋;傅文峰;陸一昕
• 申請（專利權）人: 盈嘉互聯(lián)（北京）科技有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06T7/70;G06T7/80;G06T19/00
• 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: 榮穎佳

本申請?zhí)峁┝艘环N面向建筑數(shù)字孿生的虛實實體坐標映射方法及系統(tǒng)，該方法包括：確定目標實體對象在像素坐標系下的位置坐標；當檢測到目標實體對象位于空間參考平面之外時，從待處理圖像幀中獲取屬于空間參考平面的第一平面圖像以及屬于目標空間平面的第二平面圖像；以第一平面圖像、第二平面圖像、目標空間平面與空間參考平面之間的真實空間高度來構建三維空間模型；根據(jù)第一位置坐標,從三維空間模型中分別獲取上交點坐標和下交點坐標；在像素坐標系與虛擬空間世界坐標系之間，分別對上交點坐標和下交點坐標進行坐標轉換，得到目標實體對象在模型中的真實坐標。這樣，本申請可以提高對目標實體對象的定位準確度和實體建筑場景在模型中的寫實度。

技術領域

本申請涉及建筑數(shù)字孿生技術領域，具體而言，涉及一種面向建筑數(shù)字孿生的虛實實體坐標映射方法及系統(tǒng)。

背景技術

數(shù)字孿生是指充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。其中，建筑數(shù)字孿生是指在工程建設的應用場景中，為了更加直觀清晰的展示目標實體建筑的空間布局結構，工程建設人員通常會在目標實體建筑建成之后，構建一個能夠反映目標實體建筑的物理與功能特性的建筑信息模型，將構建的建筑信息模型作為目標實體建筑的數(shù)字孿生模型，以通過數(shù)字孿生模型來便捷性的管理目標實體建筑的過程。

基于此，在構建數(shù)字孿生模型/更新數(shù)字孿生模型時，常需要通過圖像目標檢測的方法，從建筑場景內拍攝到的圖片中，獲取每一個實體對象的類別和邊界位置信息，通過相機內外參完成像素坐標系與虛擬空間世界坐標系（數(shù)字孿生模型內的位置坐標符合虛擬空間世界坐標系）之間的轉換，從而實現(xiàn)實體對象在虛擬空間世界坐標系下的定位，以確定實體對象在數(shù)字孿生模型中映射的虛擬對象的真實位置。

在目前的圖像目標檢測方法中，相機外參標定結果用于完成位置坐標在相機坐標系與虛擬空間世界坐標系之間的坐標轉換功能，但是，常規(guī)的相機外參標定結果僅適用于對地面上的實體對象進行定位，對于位于距離地面一定高度的其他平面上的實體對象則可能會被檢測為是地面的紋理信息，導致圖像檢測過程中丟失了實體的空間體積信息，從而，造成對該類實體進行實體定位時會出現(xiàn)定位結果偏移，使得實體定位結果的準確度較低，構建/更新的數(shù)字孿生模型中的模型信息失真。

發(fā)明內容

有鑒于此，本申請的目的在于提供一種面向建筑數(shù)字孿生的虛實實體坐標映射方法及系統(tǒng)，通過實體建筑場景內采集到的圖像數(shù)據(jù)，在虛擬空間世界坐標系下，對圖像數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的、在空間中具備一定高度的目標實體對象進行視覺定位，以提高對于目標實體對象的定位結果的準確度，有利于提高實體建筑場景在建筑信息模型中的真實還原度，從而提高用戶對于實體建筑場景的維護與管理效率。

第一方面，本申請實施例提供了一種面向建筑數(shù)字孿生的虛實實體坐標映射方法，所述虛實實體坐標映射方法用于在虛擬空間世界坐標系下，對待處理圖像幀中出現(xiàn)的目標實體對象進行視覺定位，其中，所述待處理圖像幀用于表征拍攝裝置拍攝到的實體建筑場景內的場景圖像；所述目標實體對象用于表征所述實體建筑場景內具有空間高度信息的實體對象；所述拍攝裝置的相機外參適用于完成空間參考平面上的位置坐標在相機坐標系與所述虛擬空間世界坐標系之間的坐標轉換，所述虛實實體坐標映射方法包括：

從所述目標實體對象在所述待處理圖像幀中的二維目標檢測結果/三維位姿檢測結果中，確定所述目標實體對象在像素坐標系下的第一位置坐標；

當檢測到所述目標實體對象位于所述空間參考平面之外時，從所述待處理圖像幀中，獲取屬于所述空間參考平面的第一平面圖像以及屬于目標空間平面的第二平面圖像；其中，所述目標空間平面用于表征所述目標實體對象所在的空間平面；

以所述第一平面圖像作為空間包圍盒的下包圍平面的平面貼圖，以所述第二平面圖像作為所述空間包圍盒的上包圍平面的平面貼圖，以所述目標空間平面與所述空間參考平面之間的真實空間高度作為所述上包圍平面與所述下包圍平面之間的空間參考高度，構建得到所述空間包圍盒在虛擬空間中映射的三維空間模型；