CN108876935A - 一种在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法及装置，所述方法包括：获取在房屋内每个预设拍摄点拍摄的点云数据；对获取的点云数据进行采样，得到采样后的点云数据；为采样后的点云数据添加RGB信息，生成带有彩色信息的点云数据；根据所述带有彩色信息的点云数据在移动端进行渲染和拼接，得到房屋初步三维模型。本发明能够在移动端快速高效地完成房屋三维模型的拼接。

Description

一种在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法及装置。

背景技术

目前，随着三维重建技术在游戏产业、军事仿真、农业与工业、增强现实、虚拟现实、场景监控、地图导航和自动驾驶等领域的大力发展，人们对三维全景技术的需求也越来越大。

现有技术中，可以通过固定在三角支架上的硬件对实际房屋的内部进行拍摄，可以在房屋内选择多个拍摄点进行拍摄，从而获得建立房屋的虚拟三维模型需要的点云数据，将来自多个拍摄点的点云数据进行拼接，可以获得房屋的虚拟三维模型。

然而按照目前的情况来看，每个拍摄点约30万个像素，如果有大量拍摄点，拍摄人员在移动端查看拍摄情况展示加载的时间将很长，且目前只有单色点云，拍摄人员在拼接不同拍摄点时不容易看清楚，影响拼接的效率。

因此，如何能在移动端快速高效地展示一个简单的房屋三维模型称为一项亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法及装置，本发明能够在移动端快速高效地完成房屋三维模型的拼接。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法，包括：

获取在房屋内每个预设拍摄点拍摄的点云数据；

对获取的点云数据进行采样，得到采样后的点云数据；

为采样后的点云数据添加RGB信息，生成带有彩色信息的点云数据；

根据所述带有彩色信息的点云数据在移动端进行渲染和拼接，得到房屋初步三维模型。

进一步地，所述对所述点云数据进行采样，得到采样后的点云数据，包括：

根据点云数据所对应的拍摄点位置的重要程度，对不同拍摄点的点云数据按照不同的采样率进行采样，得到采样后的点云数据。

进一步地，在对某个拍摄点的点云数据进行采样时，水平方向和垂直方向按照预设比率进行采样，且水平方向的采样率大于垂直方向的采样率。

进一步地，所述为采样后的点云数据添加RGB信息，生成带有彩色信息的点云数据，包括：

根据采样后的点云数据中每个点的位置坐标，获取同一位置彩色照片上的像素，把同一位置彩色照片上的像素中的RGB信息添加到点云数据对应的点上，生成带有彩色信息的点云数据。

进一步地，所述方法还包括：

若根据所述房屋初步三维模型判断所述房屋初步三维模型中是否存在空缺区域，则采集所述空缺区域对应的点云数据和所述空缺区域对应的彩色照片；

根据采集得到的点云数据以及彩色照片，生成带有彩色信息的第二点云数据；

利用所述第二点云数据在所述房屋初步三维模型上进行渲染和拼接，得到房屋三维模型。

第二方面，本发明还提供了一种在移动端快速进行房屋三维模型拼接的装置，包括：

获取模块，用于获取在房屋内每个预设拍摄点拍摄的点云数据；

采样模块，用于对获取的点云数据进行采样，得到采样后的点云数据；

添加模块，用于为采样后的点云数据添加RGB信息，生成带有彩色信息的点云数据；

拼接模块，用于根据所述带有彩色信息的点云数据在移动端进行渲染和拼接，得到房屋初步三维模型。

进一步地，所述采样模块，具体用于：

根据点云数据所对应的拍摄点位置的重要程度，对不同拍摄点的点云数据按照不同的采样率进行采样，得到采样后的点云数据。

进一步地，所述采样模块在对某个拍摄点的点云数据进行采样时，水平方向和垂直方向按照预设比率进行采样，且水平方向的采样率大于垂直方向的采样率。

第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法的步骤。

第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法的步骤。

由上述技术方案可知，本发明提供的在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法，首先获取在房屋内每个预设拍摄点拍摄的点云数据，然后对获取的点云数据进行采样，得到采样后的点云数据，接着为采样后的点云数据添加RGB信息，生成带有彩色信息的点云数据，最后根据所述带有彩色信息的点云数据在移动端进行渲染和拼接，得到房屋初步三维模型。可见，本发明能够在移动端快速高效地完成房屋三维模型的拼接，从而可以在移动端快速高效地展示一个简单的房屋三维模型。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法的流程图；

图2是本发明另一实施例提供的在移动端快速进行房屋三维模型拼接的装置的结构示意图；

图3是本发明又一实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在对本发明提供的内容进行详细介绍前，先给出“VR看房”这一概念的含义。

与目前流行的图片看房、视频看房、全景看房等无法提供深度信息和真实感知的看房概念不同的是，“VR看房”是指利用VR技术真实还原出房源三维场景，为消费者提供自由模式下的沉浸式看房体验，从而让用户足不出户即可体验到真实看房场景。

可见，“VR看房”的关键一步是重建房屋三维模型。目前一般通过固定在三角支架上的硬件设备对实际房屋的内部进行拍摄。具体地，可以在房屋内选择多个拍摄点进行拍摄，从而获得建立房屋的虚拟三维模型需要的点云数据，进而在移动端(如ipad)将来自多个拍摄点的点云数据进行拼接，形成一个房屋的初步三维模型，进而根据形成的这个初步三维模型判断数据点采集是完备还是需要进一步的补充采集。然而目前每个拍摄点约30万个像素，如果房间较大，必然存在大量拍摄点，那么拍摄人员在移动端查看拍摄情况展示加载的时间将会很长，且目前根据单色点云进行多拍摄点的拼接，拍摄人员在拼接不同拍摄点时不容易看清楚拼接位置，影响拼接效率。

为解决上述问题，本发明提供了一种在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法及装置，依据本发明提供的方法，能够在移动端快速高效地实现房屋三维模型的拼接。

具体地，本发明一实施例提供了一种在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法，参见图1，该方法包括如下步骤：

步骤101：获取在房屋内每个预设拍摄点拍摄的点云数据。

在本步骤中，所述点云数据为能够表示出房屋三维结构关系的点数据，也即所述点云数据为带有位置和深度信息的数据。一般地，可以利用结构光相机获取拍摄点对应的点云数据。

在本步骤中，所述预设拍摄点一般为能够较大程度体现房屋内容的拍摄点。例如，所述预设拍摄点可以包括：主卧中的预设位置点1、主卧中的预设位置点2、次卧中的预设位置点、客厅中的预设位置点1、客厅中的预设位置点2、餐厅中的预设位置点、厨房中的预设位置点、卫生间中的预设位置点、走廊中的预设位置点等。

步骤102：对获取的点云数据进行采样，得到采样后的点云数据。

在本步骤中，由于点云数据量过大(例如每个拍摄点的点云数据就高达30万个)，若直接利用获取的的点云数据进行三维模型拼接，则耗时较长，无法满足实时拼接以及实时查看拼接效果的需求。因此本步骤对获取的点云数据进行采样或抽样，以减少数据处理量。可以理解的是，在对点云数据进行采样时，需要综合考虑硬件采集设备的像素分辨率、房屋内的实际场景情况以及移动端移动设备的处理性能。例如，若硬件采集设备的像素分辨率较低，则采样率应大于某一预设阈值(与硬件采集设备的像素分辨率相关)，否则采样得到的点云数据将无法还原房屋三维模型。此外，在设定采样率时，也需要考虑到房屋内的实际场景，若房屋内的实际场景较为单一，则可适当降低一下采样率，若房屋内的实际场景较为复杂，则可适当提高一下采样率。此外，在设定采样率时，也可以结合一下移动端的移动设备的性能，若移动设备的处理性能较好，则可适当提高一下采样率，若移动设备的处理性能稍差，则可适当降低一下采样率。

进一步地，对获取的点云数据进行采样时，可以对所有的预设拍摄点拍摄的点云数据设定相同的采样率进行采样。也可以对每个预设拍摄点拍摄的点云数据分别设定不同的采样率进行采样。例如，对于比较重要或用户比较关心的主卧，可以设定较大的采样率(如60％)，以准确还原主卧内的实际场景状况。而对于相对来说不太重要或用户不太关心的储物间、走廊或卫生间，则可以设定较小的采样率(如30％)，以尽可能加快后续展示速度和拼接速度。

步骤103：为采样后的点云数据添加RGB信息，生成带有彩色信息的点云数据。

在本步骤中，由于硬件设备在实际房屋内的多个拍摄点进行拍摄时，不但采集了能够表示房屋三维结构关系的点云信息，同时采集了房屋的彩色照片信息，因此对于采样后的点云中的点，如果为其添加对应的RGB信息，则可以生成带有彩色信息的点云数据，进而后续拍摄人员在拼接不同拍摄点拍摄的点云数据时，可以根据点云上的颜色信息辅助进行拼接，进而可以加快拼接速度，提高拼接效率。

步骤104：根据所述带有彩色信息的点云数据在移动端进行渲染和拼接，得到房屋初步三维模型。

可以理解的是，由于前述步骤对点云数据进行了抽样和着色，因此可以加快点云在移动设备上的展示、渲染和拼接速度。可以理解的是，这里所述的拼接实际上是指点云匹配。

由上面描述可知，本实施例提供的在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法，首先获取在房屋内每个预设拍摄点拍摄的点云数据，然后对获取的点云数据进行采样，得到采样后的点云数据，接着为采样后的点云数据添加RGB信息，生成带有彩色信息的点云数据，最后根据所述带有彩色信息的点云数据在移动端进行渲染和拼接，得到房屋初步三维模型。可见，本实施例能够在移动端快速高效地完成房屋三维模型的拼接，从而可以在移动端快速高效地展示一个简单的房屋三维模型。

在一种优选实施方式中，所述步骤102具体通过如下方式实现：

根据点云数据所对应的拍摄点位置的重要程度，对不同拍摄点的点云数据按照不同的采样率进行采样，得到采样后的点云数据。

需要说明的是，一个拍摄点对应一组点云数据。一般地，一个房屋内有10～15个拍摄点，在这些拍摄点中，有些是比较重要的拍摄点，如拍摄主卧、次卧和客厅的拍摄点。也有一些是不太重要的拍摄点，如拍摄走廊、卫生间或储物间的拍摄点。因此，可以根据点云数据所对应的拍摄点位置的重要程度，对不同拍摄点的点云数据按照不同的采样率进行采样。正如前面所述，对于比较重要或用户比较关心的主卧，可以设定较大的采样率(如60％)，以准确还原主卧内的实际场景状况。而对于相对来说不太重要或用户不太关心的储物间、走廊或卫生间，则可以设定较小的采样率(如30％)，以尽可能加快后续展示速度和拼接速度。

在一种优选实施方式中，在对某个拍摄点的点云数据进行采样时，水平方向和垂直方向按照预设比率进行采样，且水平方向的采样率大于垂直方向的采样率。

可以理解的是，对于房屋内容来说，水平方向上体现的信息更丰富，变化性也较强，而垂直方向上的信息变化较弱，因此，在对某个拍摄点的点云数据进行采样时，水平方向和垂直方向按照预设比率进行采样，且水平方向的采样率大于垂直方向的采样率，从而在减少数据处理量的同时，尽量保证后续数据还原时的真实度。

在一种优选实施方式中，所述步骤103具体通过如下方式实现：

根据采样后的点云数据中每个点的位置坐标，获取同一位置彩色照片上的像素，把同一位置彩色照片上的像素中的RGB信息添加到点云数据对应的点上，生成带有彩色信息的点云数据。

可以理解的是，由于硬件设备在实际房屋内的多个拍摄点进行拍摄时，不但采集了能够表示三维空间结构关系的点云信息，同时采集了房屋的彩色照片信息，因此对于采样后的点云中的点，找到在同一位置彩色照片的像素，把对应的RBG信息赋给点云中的点，这样就可以展示一个有彩色信息的点云。

在一种优选实施方式中，所述方法还包括图1中未示出的步骤105。

步骤105：若根据所述房屋初步三维模型判断所述房屋初步三维模型中是否存在空缺区域，则采集所述空缺区域对应的点云数据和所述空缺区域对应的彩色照片，并根据采集得到的点云数据以及彩色照片，生成带有彩色信息的第二点云数据，以及利用所述第二点云数据在所述房屋初步三维模型上进行渲染和拼接，得到房屋三维模型。

可以理解的是，在上述步骤104根据所述带有彩色信息的点云数据在移动端进行渲染和拼接得到房屋初步三维模型后，若判断所述房屋初步三维模型中是否存在空缺区域，则重新采集所述空缺区域对应的点云数据和所述空缺区域对应的彩色照片，并根据采集得到的点云数据以及彩色照片，生成带有彩色信息的第二点云数据(该过程可类比参见上述步骤102和103的处理过程)，以及利用所述第二点云数据在所述房屋初步三维模型上进行渲染和拼接(将所述第二点云数据放置在所述房屋初步三维模型的空缺区域进行渲染和拼接)，得到较为完整的房屋三维模型。可以理解的是，根据实际情况，该步骤105可以重复执行多次，直至生成的房屋三维模块不存在空缺区域为止。

需要说明的是，本实施例所给出的多个优选实施方式，在逻辑或结构相互不冲突的前提下，可以自由组合，本发明对此不做限定。

基于相同的发明构思，本发明另一实施例提供了一种在移动端快速进行房屋三维模型拼接的装置，参见图2，该装置包括：获取模块21、采样模块22、添加模块23和拼接模块24，其中：

获取模块21，用于获取在房屋内每个预设拍摄点拍摄的点云数据；

采样模块22，用于对获取的点云数据进行采样，得到采样后的点云数据；

添加模块23，用于为采样后的点云数据添加RGB信息，生成带有彩色信息的点云数据；

拼接模块24，用于根据所述带有彩色信息的点云数据在移动端进行渲染和拼接，得到房屋初步三维模型。

在一种优选实施方式中，所述采样模块22，具体用于：

根据点云数据所对应的拍摄点位置的重要程度，对不同拍摄点的点云数据按照不同的采样率进行采样，得到采样后的点云数据。

在一种优选实施方式中，所述采样模块22在对某个拍摄点的点云数据进行采样时，水平方向和垂直方向按照预设比率进行采样，且水平方向的采样率大于垂直方向的采样率。

在一种优选实施方式中，添加模块23，具体用于：

根据采样后的点云数据中每个点的位置坐标，获取同一位置彩色照片上的像素，把同一位置彩色照片上的像素中的RGB信息添加到点云数据对应的点上，生成带有彩色信息的点云数据。

在一种优选实施方式中，所述装置还包括：优化处理模块；

所述优化处理模块，用于若根据所述房屋初步三维模型判断所述房屋初步三维模型中是否存在空缺区域，则采集所述空缺区域对应的点云数据和所述空缺区域对应的彩色照片，并根据采集得到的点云数据以及彩色照片，生成带有彩色信息的第二点云数据，利用所述第二点云数据在所述房屋初步三维模型上进行渲染和拼接，得到房屋三维模型。

可以理解的是，本发明实施例提供的在移动端快速进行房屋三维模型拼接的装置可以用于执行上述实施例所述的在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法，其工作原理和有益效果类似，此处不再详述。

基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种电子设备，参见图3，所述电子设备具体包括如下内容：处理器701、存储器702、通信接口703和总线704；

其中，所述处理器701、存储器702、通信接口703通过所述总线704完成相互间的通信；所述通信接口703用于实现各建模软件及智能制造装备模块库等相关设备之间的信息传输；

所述处理器701用于调用所述存储器702中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例所述在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

步骤101：获取在房屋内每个预设拍摄点拍摄的点云数据。

步骤102：对获取的点云数据进行采样，得到采样后的点云数据。

步骤103：为采样后的点云数据添加RGB信息，生成带有彩色信息的点云数据。

步骤104：根据所述带有彩色信息的点云数据在移动端进行渲染和拼接，得到房屋初步三维模型。

基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

步骤101：获取在房屋内每个预设拍摄点拍摄的点云数据。

步骤102：对获取的点云数据进行采样，得到采样后的点云数据。

步骤103：为采样后的点云数据添加RGB信息，生成带有彩色信息的点云数据。

步骤104：根据所述带有彩色信息的点云数据在移动端进行渲染和拼接，得到房屋初步三维模型。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法，其特征在于，包括：

获取在房屋内每个预设拍摄点拍摄的点云数据；

对获取的点云数据进行采样，得到采样后的点云数据；

为采样后的点云数据添加RGB信息，生成带有彩色信息的点云数据；

根据所述带有彩色信息的点云数据在移动端进行渲染和拼接，得到房屋初步三维模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述点云数据进行采样，得到采样后的点云数据，包括：

根据点云数据所对应的拍摄点位置的重要程度，对不同拍摄点的点云数据按照不同的采样率进行采样，得到采样后的点云数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在对某个拍摄点的点云数据进行采样时，水平方向和垂直方向按照预设比率进行采样，且水平方向的采样率大于垂直方向的采样率。

4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述为采样后的点云数据添加RGB信息，生成带有彩色信息的点云数据，包括：

根据采样后的点云数据中每个点的位置坐标，获取同一位置彩色照片上的像素，把同一位置彩色照片上的像素中的RGB信息添加到点云数据对应的点上，生成带有彩色信息的点云数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若根据所述房屋初步三维模型判断所述房屋初步三维模型中是否存在空缺区域，则采集所述空缺区域对应的点云数据和所述空缺区域对应的彩色照片；

根据采集得到的点云数据以及彩色照片，生成带有彩色信息的第二点云数据；

利用所述第二点云数据在所述房屋初步三维模型上进行渲染和拼接，得到房屋三维模型。

6.一种在移动端快速进行房屋三维模型拼接的装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取在房屋内每个预设拍摄点拍摄的点云数据；

采样模块，用于对获取的点云数据进行采样，得到采样后的点云数据；

添加模块，用于为采样后的点云数据添加RGB信息，生成带有彩色信息的点云数据；

拼接模块，用于根据所述带有彩色信息的点云数据在移动端进行渲染和拼接，得到房屋初步三维模型。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述采样模块，具体用于：

根据点云数据所对应的拍摄点位置的重要程度，对不同拍摄点的点云数据按照不同的采样率进行采样，得到采样后的点云数据。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述采样模块在对某个拍摄点的点云数据进行采样时，水平方向和垂直方向按照预设比率进行采样，且水平方向的采样率大于垂直方向的采样率。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述在移动端快速进行房屋三维模型拼接的方法的步骤。