CN106570939A - 一种3d地图的处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种室内3D地图的处理方法及系统，该方法包括获取3D地图中空间像素点的像素点信息；根据所述像素点信息构建与所述3D地图对应的3D框架图；其中，所述3D框架图表征有所述3D地图中的至少部分特征目标的3D形状。根据本方法将3D地图转换为3D框架图，使得到的3D框架图在能够表征3D地图中的特征目标的同时，减少必要数据量，有效节省内存。

Description

一种3D地图的处理方法及系统

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种3D地图的处理方法及系统。

背景技术

3D地图是基于WEB GIS地理信息系统、GPS全球卫星定位系统、RS遥感系统、VR全景等最新技术，以城市建筑三维建模为载体，整合集多渠道资源、信息而形成的电子地图，也叫三维地图或立体地图。

3D地图广泛的应用在定位导航系统中，通过立体模式给人清晰明快的感觉，使得导航更加方便直观。但3D地图中包含的数据量庞大，既包含有物体的空间形状信息，也包含了物体的色彩信息等，导致3D地图需要较大的存储空间，而在3D地图的使用过程中可能并不需要3D地图中包含的物体的全部信息，而导致了存储空间的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D地图的处理方法及系统，能够减少3D地图中的数据量，有效节省内存。

为实现上述目的，本发明提供一种3D地图的处理方法，该方法包括：

获取3D地图中空间像素点的像素点信息；

根据所述像素点信息构建与所述3D地图对应的3D框架图；

其中，所述3D框架图表征有所述3D地图中的至少部分特征目标的3D形状。

其中，所述3D框架图中表征的特征目标由网格构成。

其中，所述获取3D地图中空间像素点的像素点信息具体为：

获取所述3D地图中空间像素点的空间坐标；

所述根据所述像素点信息构建与所述3D地图对应的3D框架图，包括：

提取所述3D地图中空间坐标呈规则变化的平面和/或线条；

以所述平面和/或线条构建与所述3D地图对应的3D框架图。

其中，其特征在于，在所述根据所述像素点信息构建与所述3D地图对应的3D框架图之后，包括：

确定所述3D地图中已标识的标志物；

判断所述3D框架图中表征的特征目标中是否存在所述标志物；

若是，则在所述3D框架图中对所述表征的特征目标进行相应标记。

其中，还包括：若所述3D框架图中表征的特征目标中不存在所述标志物，则在所述3D框架图中与所述标志物的位置相同处标示出所述标志物。

其中，在所述获取3D地图中空间像素点的像素点信息之前，还包括：

在所述3D地图中建立虚拟视窗；

所述获取3D地图中空间像素点的像素点信息，还包括：

获取所述虚拟视窗的视角范围内的空间像素点的像素点信息；

所述根据所述像素点信息构建与所述3D地图对应的3D框架图，还包括：

根据所述视角范围内的空间像素点的像素点信息，构建与所述虚拟视窗的视角范围内的3D地图对应的3D框架图。

其中，所述在所述3D框架图中对所述表征的特征目标进行相应标记之后，还包括：

对所述3D框架图中表征的特征目标的3D形状进行简化。

另一方面，本发明提出了一种3D地图的处理系统，该处理系统包括：

信息获取模块，用于获取3D地图中空间像素点的像素点信息；

框架图构建模块，用于根据所述像素点信息构建与所述3D地图对应的3D框架图；

其中，所述3D框架图表征有所述3D地图中的至少部分特征目标的3D形状。

其中，所述信息获取模块具体用于获取所述3D地图中空间像素点的空间坐标；

所述框架图构建模块包括：

提取单元，用于提取所述3D地图中空间坐标呈规则变化的平面和/或线条；

图像构建单元，用于以所述平面和/或线条构建与所述3D地图对应的3D框架图。

其中，所述处理系统还包括虚拟视窗建立模块；

所述虚拟视窗建立模块用于在所述3D地图中建立虚拟视窗；

所述信息获取模块还用于获取所述虚拟视窗的视角范围内的空间像素点的像素点信息；

所述框架图构建模块还用于根据所述视角范围内的空间像素点的像素点信息，构建与所述虚拟视窗的视角范围内的3D地图对应的3D框架图。

有益效果：区别于现有技术的情况，本发明通过获取3D地图中空间像素点的像素点信息；根据所述像素点信息构建与所述3D地图对应的3D框架图；其中，所述3D框架图表征有所述3D地图中的至少部分特征目标的3D形状。根据本方法将3D地图转换为3D框架图，由于得到的3D框架图中表征有3D地图中的特征目标，进而使3D框架图能够在表征3D地图中的特征目标的同时，减少必要数据量，有效节省内存。

附图说明

图1是本发明3D地图的处理方法第一实施例的流程示意图；

图2是图1所示的处理方法第一实施例中的步骤S102的流程示意图；

图3a是室内3D地图的示意图；

图3b是根据图3a所示的3D地图构建的3D框架图的示意图；

图4是本发明3D地图的处理方法第二实施例的流程示意图；

图5是本发明3D地图的处理方法第三实施例的流程示意图；

图6是本发明3D地图的处理方法第四实施例的流程示意图；

图7是本发明3D地图的处理系统第一实施例的功能模块图；

图8是图7所示的处理系统第一实施例的框架图构建模块的功能模块图；

图9是本发明3D地图的处理系统第二实施例的功能模块图；

图10是本发明3D地图的处理系统第三实施例的功能模块图；

图11是本发明3D地图的处理系统第四实施例的功能模块图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明所提供的一种3D地图的处理方法及系统做进一步详细描述。

请参阅图1，图1是本发明3D地图的处理方法第一实施例的流程示意图，该处理方法包括如下步骤：

S101、获取3D地图中空间像素点的像素点信息。

3D地图是根据物体的3D结构、色彩信息、空间坐标等像素点信息构成的，在3D地图中获取空间像素点的像素点信息即可根据获取的像素点信息得到相应物体的3D形状。通常像素点信息至少包含了空间像素点的空间坐标和色彩信息。

本实施例中，获取3D地图中空间像素点的像素点信息时，至少要获取像素点信息中的空间坐标。

S102、根据像素点信息构建与3D地图对应的3D框架图。

根据从3D地图中获得像素点信息能够得到3D地图中包含的物体的3D形状，从而构建与3D地图对应的3D框架图。该3D框架图能够利用平面和/或线条表征出3D地图中包含的物体的3D形状。值得注意的是，构建的3D框架图中可以不需要表征3D地图中包含的全部物体，可以根据物体的3D形状，表征出特征目标即可。本实施例中，特征目标为3D地图中包含的具有规则几何形状的物体，例如，墙面、柱子、横梁、窗户、门等。

进一步的，为了使特征目标在构建的3D框架图中被表征得更加清楚，本实施例通过网格的方式构建3D框架图中表征的特征目标，使用户能够从构建的3D框架图中清晰的看出表征的特征目标的3D形状。因此，本实施例中构建的3D框架图也为3D框架网格图。

本实施例中，通过获取3D地图中空间像素点的像素点信息构建出与3D地图对应的3D框架图，并表征出3D地图中的至少部分特征目标；在较完整的反应出3D地图中包含的物体的同时，能够减少图片的数据量，进而减少内存。

在本实施例中，步骤S101在获取3D地图中空间像素点的像素点信息时，为了能够有效的减少数据量，忽略了空间像素点的像素点信息中除空间坐标之外的其他信息，即本实施例中获取像素点信息时仅获取像素点信息中的空间坐标。

由此，如图2所示，步骤S102包括以下步骤：

S1021、提取3D地图中空间坐标呈规则变化的平面和/或线条。

由于在3D框架图中表征的特征目标为3D地图中包含的具有规则几何形状的物体，则对应3D地图中具有规则几何形状的物体来提取空间坐标。由于在3D图像中，具有规则几何形状的物体上的表面的空间像素点的空间坐标是规则变化的，在提取3D地图中的空间坐标时即为提取3D地图中空间坐标呈规则变化的平面和/或线条。其中，规则变化包括线性变化。例如3D地图中的一根由四个面构成的方柱，由于该方柱的四个面和该方柱的轮廓线条上的空间像素点的空间坐标均是规则变化的，则从3D地图中提取空间坐标呈规则变化的平面和/或线条时，能够提取到该方柱的四个面和该方柱的轮廓线条，根据提取到的该方柱的四个面和该方柱的轮廓线条能够构建出该方柱的3D形状。

本实施例中，只有3D地图中空间坐标呈规则变化的平面和/或线条被提取且表征到构建的3D框架图中，被提取的平面和/或线条能够表征出相应特征目标的3D形状。3D地图中空间坐标呈不规则变化的平面和/或线条则被忽略，即对应忽略了这些平面和/或线条对应的物体，例如椅子、盆栽、树等。

S1022、以平面和/或线条构建与3D地图对应的3D框架图。

根据步骤S1021中提取出的平面和/或线条构建出3D地图中特征目标的3D形状，进而构建与3D地图对应的3D框架图。例如步骤S1021提取到了一根由四个面构成的方柱的四个面和该方柱的轮廓线条，该步骤则根据提取到的该方柱的四个面和该方柱的轮廓线条能够构建出该方柱的3D形状。

根据上述3D地图构建3D框架图的过程的描述，可知，在构建的3D框架图中通过网格框架表征的是3D地图中具有规则几何形状的物体。

如图3a至3b所示，图3a是室内3D地图的示意图，图3b为根据图3a所示的3D地图的示意图构建的3D框架图的示意图。如图3a所示，室内的3D地图包括了柜子、柜子上摆放的各类物品、办公桌、办公桌之间的隔板、办公椅以及办公桌上放置的各类物品，再根据图3a所示的3D地图构建3D框架图时，由于柜子上摆放的各类物品、办公椅以及办公桌上放置的各类物品的空间坐标呈不规则变化，柜子、办公桌以及办公桌之间的隔板的空间坐标呈规则变化，因此将柜子上摆放的各类物品、办公椅以及办公桌上放置的各类物品忽略，提取构成柜子、办公桌以及办公桌之间的隔板的平面和/或线条，以构建柜子、办公桌以及办公桌之间的隔板的3D框架，从而构建与图3a所示的3D地图对应的3D框架图。可以理解的是，图3a所示的室内3D地图中柜子上绘制的长方体仅仅用于对放置在柜子上的各类物品进行表示，不表示放置在柜子上的各类物品的形状为长方体。

进一步的，请参阅图4，图4是本发明3D地图的处理方法第二实施例的流程示意图，本实施例是对图1至图2所示的处理方法第一实施例的改进。本实施例中，在步骤S102根据像素点信息构建与3D地图对应的3D框架图之后，还包括如下步骤：

S103、确定3D地图中已标识的标志物。

通常情况下3D地图中包含的部分或全部物体会具备已有的标识，将3D地图中具有标识的物体定义为标志物。例如，3D地图中包含的墙面、柱子、横梁、门、窗具备了已有的标识，则这些被标识了的墙面、柱子、横梁、门、窗即为标志物。本步骤则是对3D地图中标识的标志物进行确定，从而得出3D地图中哪些物体是被标识的标志物。

S104、判断3D框架图中表征的特征目标中是否存在标志物。

由于3D图像中标识的标志物不一定和3D框架图中表征的特征目标完全一致，从而导致构建的3D框架图中表征的特征目标不是3D地图中标识的标志物的情况。

因此，可以根据3D框架图中表征的特征目标和3D地图中标识的标志物进行匹配，进而判断3D框架图中表征的特征目标是否属于3D地图中标识的标志物，以及判断3D地图中标识的标志物是否属于3D框架图中表征的特征目标。若3D框架图中表征的特征目标中存在深度图像中标识的标志物，则说明3D框架图中表征的特征目标属于3D地图中标识的标志物，则执行步骤S105。若3D框架图中表征的特征目标中不存在深度图像中标识的标志物，则说明3D地图中标识的标志物不属于3D框架图中表征的特征目标，则执行步骤S106。

S105、在3D框架图中对表征的特征目标进行相应标记。

此时，3D框架图中表征的特征目标中存在3D地图中的标志物，则对3D框架图中表征的特征目标进行标识。例如，在3D地图中对墙面进行了标识，墙面作为3D地图中标识的标志物，而在3D框架图中墙面属于表征的特征目标，此时3D框架图中表征的特征目标中存在3D地图中标识的标志物，则对3D框架图中表征的墙面进行标识，可以理解的是，在3D框架图中仅仅是表征了墙面的3D形状，在3D框架图中表征的墙面进行标识为在表征墙面的3D形状上进行标识，表示该3D形状为3D地图中被标识的墙面。

由于3D框架图仅仅是通过网格框架对3D地图中具有规则几何形状的特征目标进行表征，因此在3D框架图中只能看到特征目标的3D形状，可能不确定该特征目标到底是什么物体。本步骤对表征的特征目标进行标识，能够让构建的3D框架图在表征特征目标时更加清晰。

S106、在3D框架图中与标志物的位置相同处标示出标志物。

若3D地图中标识的标志物在3D框架图中未表征，相应的，3D框架图中表征的特征目标中不存在深度图像中标示的标志物，则确定深度图像中标识的标志物的位置，在3D框架图中相应位置处标示出该标志物。值得注意的是，此时该标志物并未在3D框架图中表征，仅仅是在相应的位置上做出了相应的标示。

由于3D地图中某些重要的标志物的几何形状并不是规则的，比如停车位上的突起物，能够在3D地图的使用中能够指导停车的位置，但由于其几何形状不规则，在构建的3D框架图中不能被表征，通过该步骤则能再构建的3D框架图上与该停车位上的突起物的位置一致处标示出该凸起。

可以理解的是，由于3D框架图中表征的特征目标的数量可能大于等于两个，且3D地图中标识的标志物的数量也可能为大于等于两个，则可能出现3D框架图中表征的特征目标中一部分存在3D地图中标识的标志物，而另一部分不存在3D地图中标识的标志物的情况。例如3D框架图中表征了特征目标墙面、柱子和横梁，而3D地图中标识的标志物为墙面、柱子和椅子；此时，3D框架图中表征的特征目标中存在3D地图中标识的墙面和柱子，且3D框架图不存在3D地图中标识的椅子；则在3D框架图中对表征墙面和柱子的几何形状进行标记，和/或在3D框架图中与椅子的位置相同的地方标示出椅子。因此，步骤S105和步骤S106可以择一执行，也可能均执行。

请参阅图5，图5是本发明3D地图的处理方法第三实施例的流程示意图，本实施例是对图4所示的处理方法第二实施例的改进。本实施例在步骤S105之后还包括如下步骤：

S107、对3D框架图中表征的特征目标的3D形状进行简化。

步骤S102构建的3D框架图，通过3D形状对3D地图中具有规则几何形状的物体进行表征，通过步骤S105对表征的属于3D地图中的标志物的特征目标进行标识。则进一步的，可以对表征的特征目标的3D形状进行简化。本实施例中采用的简化方法包括但不限于置心法。

通过置心法能够得到3D框架图中表征的特征目标的中心点和/或中心线，此时，仅通过利用特征目标的中心点和/或中心线来表示特征目标。本步骤对3D框架图进一步简化，在构建的3D框架图中通过特征目标的中心点和/或中心线来表征特征目标，能够进一步减少图片的数据量。

可以理解的是，由于步骤S106和S105为没有执行顺序，且这两个步骤可能同时执行。因此，本实施例中，步骤S107也可以在步骤S106之后执行。

请参阅图6，图6是本发明3D地图的处理方法第四实施例的流程示意图，如图6所示，本实施包括如下步骤：

S201、在3D地图中建立虚拟视窗。

本实施例中，在3D地图中建立虚拟视窗，该虚拟视窗具有预设的视角范围。

虚拟视窗的预设的视角范围在本实施例中不做具体限定，可以理解的是，虚拟视窗是模拟的视角窗口，当该虚拟视窗的视角范围的空间角达到360°时，在该虚拟视窗的视角范围内为完整的3D地图。

S202、获取虚拟视窗的视角范围内的空间像素点的像素点信息。

本步骤与图1所示的处理方法第一实施例中的步骤S101基本相同，区别在于，本步骤获取的空间像素点的像素点信息是虚拟视窗的视角范围内的。本步骤采用的获取方式请参考图1所示的处理方法的获取方式。

S203、根据视角范围内的空间像素点的像素点信息，构建与虚拟视窗的视角范围内的3D地图对应的3D框架图。

本步骤与图1至图2所示的处理方法第一实施例中的步骤S102基本相同，区别在于，本实施例是根据步骤S202中获取的虚拟视窗的视角范围内的空间像素点的像素点信息构建3D框架图，因此，本步骤构建的3D框架图是与虚拟视窗的视角范围内的3D地图对应的3D框架图。

此外，本实施例能够与图4所示的处理方法第二实施例结合，即在步骤S203构建与虚拟视窗的视角范围内的3D地图对应的3D框架图之后，确定虚拟视窗的视角范围内的3D地图中已标识的标志物，判断该3D框架图中表征的特征目标中是否存在该标志物，若是，则在步骤S203中构建的3D框架图中对表征的特征目标进行相应标记。若否，则在步骤S203中构建的3D框架图中与该标志物的位置相同处标示出该标志物。

进一步的，在本实施例与图4所示的处理方法第二实施例结合的基础上，同样能够与图5所示的处理方法第三实施例相结合，在对步骤S203中构建的3D框架图中表征的特征目标进行相应标记之后，对构建的与虚拟视窗的视角范围内的3D地图对应的3D框架图进行简化，具体简化方式参照上述步骤S107的描述，此处不再赘述。

请参阅图7，图7是本发明3D地图的处理系统第一实施例的功能模块图，该处理系统包括：

信息获取模块101，用于获取3D地图中空间像素点的像素点信息。

框架图构建模块102，用于根据像素点信息构建与3D地图对应的3D框架图。

其中，信息获取模块101具体用于获取3D地图中空间像素点的空间坐标。

进一步的，如图8所示，框架图构建模块102包括：

提取单元1021，用于提取3D地图中空间坐标呈规则变化的平面和/或线条。

图像构建单元1022，用于以平面和/或线条构建与3D地图对应的3D框架图。

图7至图8所示的本发明处理系统第一实施例中各模块/单元分别与图1至图2所示的处理方法第一实施例的步骤相对应，此处不再赘述。

进一步的，请参阅图9，图9是本发明3D地图的处理系统第二实施例的功能模块图，该处理系统是对图7和图8所示的处理系统第一实施例的改进。如图9所示，本实施例在图7和图8所示的处理系统功能模块上增加了如下功能模块：

标志物确认模块103，用于确定3D地图中已标识的标志物。

特征目标判断模块104，用于判断3D框架图中表征的特征目标中是否存在标志物。

第一标记模块105，用于在3D框架图中对表征的特征目标进行相应标记。

第二标记模块106，用于3D框架图中与标志物的位置相同处标示出标志物。

图9所示的本发明处理系统第二实施例中各模块/单元分别与图4所示的处理方法第二实施例的步骤相对应，此处不再赘述。

进一步的，请参阅图10，图10是本发明3D地图的处理系统第三实施例的功能模块图，该处理系统是对图9所示的处理系统第二实施例的改进。如图10所示，本实施例在图9所示的处理系统功能模块上增加了如下功能模块：

框架图简化模块107，用于对3D框架图中表征的特征目标的3D形状进行简化。

图10所示的本发明处理系统第三实施例中各模块/单元分别与图5所示的处理方法第三实施例的步骤相对应，此处不再赘述。

请参阅图11，图11是本发明3D地图的处理系统第四实施例的功能模块图，该处理系统包括：

虚拟视窗建立模块201，用于在3D地图中建立虚拟视窗。

信息获取模块202，用于获取虚拟视窗的视角范围内的空间像素点的像素点信息。

框架图构建模块203，用于根据视角范围内的空间像素点的像素点信息，构建与虚拟视窗的视角范围内的3D地图对应的3D框架图。

图11所示的本发明处理系统第四实施例中各模块/单元分别与图6所示的处理方法第四实施例的步骤相对应，此处不再赘述。

本发明通过获取3D地图中空间像素点的像素点信息，构建与3D地图对应的3D框架图；在3D框架图中表征有3D地图中的至少部分特征目标的3D形状。进而使3D框架图能够在表征3D地图中的特征目标的同时，减少必要数据量，有效节省内存。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种3D地图的处理方法，其特征在于，包括：

获取3D地图中空间像素点的像素点信息；

根据所述像素点信息构建与所述3D地图对应的3D框架图；

其中，所述3D框架图表征有所述3D地图中的至少部分特征目标的3D形状。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述3D框架图中表征的特征目标由网格构成。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述获取3D地图中空间像素点的像素点信息具体为：

获取所述3D地图中空间像素点的空间坐标；

所述根据所述像素点信息构建与所述3D地图对应的3D框架图，包括：

提取所述3D地图中空间坐标呈规则变化的平面和/或线条；

以所述平面和/或线条构建与所述3D地图对应的3D框架图。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的处理方法，其特征在于，在所述根据所述像素点信息构建与所述3D地图对应的3D框架图之后，包括：

确定所述3D地图中已标识的标志物；

判断所述3D框架图中表征的特征目标中是否存在所述标志物；

若是，则在所述3D框架图中对所述表征的特征目标进行相应标记。

5.根据权利要求4任意一项所述的处理方法，其特征在于，还包括：若所述3D框架图中表征的特征目标中不存在所述标志物，则在所述3D框架图中与所述标志物的位置相同处标示出所述标志物。

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述获取3D地图中空间像素点的像素点信息之前，还包括：

在所述3D地图中建立虚拟视窗；

所述获取3D地图中空间像素点的像素点信息，还包括：

获取所述虚拟视窗的视角范围内的空间像素点的像素点信息；

所述根据所述像素点信息构建与所述3D地图对应的3D框架图，还包括：

根据所述视角范围内的空间像素点的像素点信息，构建与所述虚拟视窗的视角范围内的3D地图对应的3D框架图。

7.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述在所述3D框架图中对所述表征的特征目标进行相应标记之后，还包括：

对所述3D框架图中表征的特征目标的3D形状进行简化。

8.一种3D地图的处理系统，其特征在于，包括：

信息获取模块，用于获取3D地图中空间像素点的像素点信息；

框架图构建模块，用于根据所述像素点信息构建与所述3D地图对应的3D框架图；

其中，所述3D框架图表征有所述3D地图中的至少部分特征目标的3D形状。

9.根据权利要求8所述的处理系统，其特征在于，所述信息获取模块具体用于获取所述3D地图中空间像素点的空间坐标；

所述框架图构建模块包括：

提取单元，用于提取所述3D地图中空间坐标呈规则变化的平面和/或线条；

图像构建单元，用于以所述平面和/或线条构建与所述3D地图对应的3D框架图。

10.根据权利要求8所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括虚拟视窗建立模块；

所述虚拟视窗建立模块用于在所述3D地图中建立虚拟视窗；

所述信息获取模块还用于获取所述虚拟视窗的视角范围内的空间像素点的像素点信息；

所述框架图构建模块还用于根据所述视角范围内的空间像素点的像素点信息，构建与所述虚拟视窗的视角范围内的3D地图对应的3D框架图。