CN110232733B - 三维模型建模方法与系统、存储介质和计算机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种房间内三维模型建模方法与系统、存储介质和计算机,该方法包括:在房间内采集一组样本立体图像,该组样本立体图像包括多个成对的样本立体图像,也被称为立体像对,这些立体像对从不同角度对房间内进行拍摄而获取且具有重叠,该组立体像对中的所有重叠部分包含房间内的所有物体的图像;利用摄影测量的原理,制作重叠部分中物体的三维模型。该方法可更直观、简单、高效地对房间进行三维建模,减轻了业内工作人员的数据处理工作量。
Description
技术领域
本发明涉及室内建模技术领域,尤其涉及一种利用室内三维立体图像对进行三维模型建模的方法与系统。
背景技术
室内建模是个早已存在的领域,所建室内模型基本上可以分成两类:第一类是有序全景照片;第二类有结构和纹理。这两类模型之间存在很大差异,从浏览方式、功能内容、到可量测性等方面都不一样。
图1示出了第一类室内模型即有序全景照片的一个例子,比如房地产销售业所普遍使用的室内3D场景再现就是采用的这种模型。称第一类模型为“有序”是指:在浏览其场景时,一般需要顺着房间的连通顺序浏览,同时这个顺序也隐含性地展示了房屋之间的连通关系。称第一类模型为“全景照片”是指:基本上一个模型中的每一个房间都被一组360°全景照片覆盖。这些全景照片并不含有三维信息,但它们展示的场景和方式又足以让观看的人根据人们的正常视觉经验判断出照片中物体的前后关系、左右关系和大小关系,感觉如同在看一个完整的三维场景。但由于展示的是照片,所以无法作任何量测。
第二类“结构+纹理”的模型如图2所示,这类模型由点、线、面、体元素加上纹理组成,对于任何一个房间模型,其表达的结构和纹理都是可以360°全景、真实的。这样的模型具有三维坐标,所以可以量测。这种模型的展示方式使观看者很容易对全局的场景一目了然,同时浏览时还可以很方便地跳跃式地浏览局部细节,而不必受限于房间之间的连通性。
这两类室内模型各自适用于其各自的市场需求。对于这两种模型,真正的问题是:制作方法、效率和成本。对于制作第一类模型,目前市场上已有成熟的技术、设备和经营商。但对于制作第二类模型,还没有成熟的技术和设备。
对于制作第二类模型,目前在业内普遍采用两种室内三维建模技术路径。
技术路径1:派人现场勘测获得相关模型物体的尺寸信息,然后交由设计师通过专业的绘图软件进行手工制作。此技术路径的缺点在于原始数据的人工勘测获取过程费时、费力。
技术路径2:针对技术路径1的缺点,技术路径2采用LiDAR或红外测深/距设备来获取室内模型的结构信息,以此成功地避开了人工勘测的过程。但也因为LiDAR扫描的盲目性而造成了巨大的数据冗余。例如,一个3米X5米的长方形墙面,当平均点间距为5厘米时,打在墙面上的总点数为:100x60=6000(个点),但定义这面墙形状的只有4个角点,有效率为4:6000。有用点对比无用点的比率大概只占千分之一,即,几千个点里面平均只有几个点有用,其它的点都是无用的。
如此,技术路径2减少了大量的现场人工勘测,却增加了大量内业人工操作,虽然在采集阶段对技术进行了改进,但将问题推给了后面的内业建模数据处理。
发明内容
在下文中给出了关于本发明的简要概述,以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解,这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分,也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念,以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
鉴于以上问题,做出本发明。根据本发明一方面,提供一种三维模型建模方法,其包括:在房间内采集一组样本立体图像,该组样本立体图像包括多个成对样本立体图像,也被称为立体像对,这些立体像对通过从不同角度对房间内进行拍摄而获取且具有重叠,重叠部分包含房间内的所有物体的图像;利用摄影测量的原理,制作重叠部分中物体的三维模型。
根据本发明另一方面,还提供一种三维模型建模系统,其包括:采集装置,用于在房间内采集一组样本立体图像,该组样本立体图像包括多个成对样本立体图像,也被称为立体像对,这些立体像对通过从不同角度对房间内进行拍摄而获取且具有重叠,该组立体像对中的所有重叠部分包含房间内的所有物体的图像;建模装置,用于对重叠部分进行建模,制作重叠部分中的物体的三维模型。
根据本发明又一方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机可读指令,该计算机可读指令在被计算机运行时执行上述三维模型建模方法。
根据本发明再一方面,提供一种计算机,包括:存储器,用于存储由处理器运行的指令;处理器,用于运行指令以执行上述三维模型建模方法。
根据本发明的技术方案,采用室内立体图像对为原始数据,可更简单、直观、高效地进行三维模型建模,且不增加大量业内人工数据处理工作量。
通过以下结合附图对本发明的最佳实施例的详细说明,本发明的这些以及其他优点将更加明显。
附图说明
本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解,其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的物体。附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分,且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中:
图1示出了现有技术中第一类室内模型即有序全景照片的一个例子。
图2示出现有技术中第二类室内三维模型的一个例子。
图3示出了根据本发明实施方式的三维模型建模方法的示例流程图。
图4示出了根据本发明实施方式的样本立体图像对。
图5示出了一个楼层的平面图示例。
图6示出了在完成建筑物模型之后切取一个门的示例图。
图7示出了根据本发明实施方式的三维模型建模系统的示意图。
图8示出了可用来实现根据本发明实施例的三维模型建模方法的通用计算机系统的结构简图。
本领域技术人员应当理解,附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的,不一定按比例绘制。例如,附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了,以便有助于提高对本发明实施例的理解。
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意,为了清楚的目的,附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的物体和处理的表示和描述。
根据本发明实施方式,提供一种三维模型建模方法,包括以下步骤:在房间内采集一组样本立体图像,该组样本立体图像包括多个成对样本立体图像,也被称为立体像对,这些立体像对从不同角度对房间内进行拍摄,且具有重叠,重叠部分包含房间内的所有物体的图像;利用摄影测量的原理,制作所述重叠部分中物体的三维模型。
图3示出了本发明实施方式的三维模型建模方法的流程简图。如图3所示,该方法包括:
步骤S301:在房间内采集一组样本立体图像,该组样本立体图像包括多个成对样本立体图像,也被称为立体像对,这些立体像对通过从不同角度对房间内进行拍摄而获取且具有重叠,该组立体像对中的所有重叠部分包含房间内的所有物体的图像。
通过该步骤拍摄得到的图像对之一如图4所示。如图4所示,两张照片从不同角度拍摄,且都包含中间的带窗的墙。中间的墙就是下一步的建模对象。
步骤S302:利用摄影测量的原理,对重叠部分进行建模,制作重叠部分中的物体的三维模型。
与现有技术不同的是,根据本发明实施方式的技术方案,用来建模的原始数据是室内立体图像对(也被称为“立体像对”),即组成一对的两张照片。这两张照片之间具有重叠,可以用于形成立体模型。
下面详细描述步骤S302的一个实现示例。
具体来说,可以从重叠部分中选取上述物体也就是墙的结构特征点,结构特征点是决定物体的外形的点;利用摄影测量的原理来获取结构特征点的位置数据。
上述摄影测量原理的公式如下:
首先列出空间中的点(X,Y,Z)的双线性方程:
公式(1)和(2)是双线性方程,定义了物方点(空间或大地坐标系中的点)、外方位元素(即图像的拍摄位置和拍摄方向角,共六个参数)、相机参数与图像上的点之间的严格投影与数学关系。
对该方程中的参数解释如下:x0和y0为相机的主点偏移量,X0、Y0、Z0为图像的曝光点坐标,f为相机焦距,都是已知量。其中m11-m33为这张影像的旋转矩阵M的元素,旋转矩阵由这张影像曝光时的三个方位角(下面描述具体设定方式)决定。假设三个方位角分别为:ω、φ、κ,则旋转矩阵M为:
在步骤S301中形成的每一对立体图像,它们各自的外方位元素即拍摄位置和拍摄方位角,在拍摄图像时已经确定了下来,因此可被视为已知量。
具体来说,拍摄位置可以这样设置:比如以照相机的起始位置为原点,相机相对于起始位置的位移即为拍摄位置,或者在使用两台照相机的情况下,可以设置两台照相机的中心为坐标原点,以坐标原点来设置坐标轴,比如向右为正X方向,向上为正Y方向,正Z方向为垂直于屏幕向外的方向。两台照相机每次相对于坐标原点在坐标轴上的位置即为拍摄位置。
关于方位角,可以是一台或多台照相机相对于上述坐标轴的角度差。
关于位置和方位角,本领域技术人员还可以根据实际情况需要进行其他设置,只要能列出双线性方程求出图像中的点在空间中的物方坐标即可。
利用双线性方程,我们可以算出图像中一对同名点(比如图4两张图像中带窗墙面左上角位置的点)在空间中的物方坐标。每一个空间中的点(物方点,坐标:X、Y、Z)与其在某一张图像上的投影点(坐标:x,y)定义了两个方程,当这个物方点也同时出现在另一张图像(立体像对)中时,一共就有了四个方程,三个未知量(X、Y、Z),直接按最小误差求解可得。
然后,再基于物体的结构特征点的位置数据来得到物体(即照片中的墙)的基础三维模型。
优选地,在步骤S302后,还可以包括:根据本发明实施方式得到的物体三维模型都有三维坐标,可以在物体的纹理边界或角点与物体边界或角点之间建立一一对应关系并根据该一一对应关系,为物体的基础三维模型进行贴图,从而得到既有结构又有纹理的物体的三维模型。在此,纹理边界(角点)指的是物体表面上需要贴纹理的部分的边界(角点)。
该贴图步骤也可以与步骤S302的结构建模步骤同时完成,这样在得到结构的同时也得到了纹理。
以上描述了在三维模型建模中得到房间中一个物体比如墙的三维模型的示例流程。这要比现有技术中通过红外打点的方式更节约后期工作人员的劳动力,降低了整体工作成本。而且,根据本发明实施方式的技术方案得到的物体三维模型是单体化的,可拆除,这为以后的工作提供了便利。
我们可以继续对房间内其他物体(比如屋顶、地面等)进行这样的建模,步骤与以上相似。在此之后,把得到的各物体的三维模型拼接起来,就得到一个房间的三维模型。在拼接时,根据本发明实施方式,所有物体的采集都是在有外方位元素(拍摄位置,拍摄角度)存在的条件下完成的,所有物体的位置坐标能反应它们之间的真实空间位置关系,可以利用该条件把坐标相近的点或线接在一起,自动化地或高度自动化地完成室内拼接工作,形成完整的房间模型。
根据本发明实施方式的技术方案得到的房间模型具有可量测性,比如可量测其内部距离、面积等,这是由于所获得的物体三维模型以及房间模型都具有三维坐标。
另外,根据本实施方式,在制作完成每个物体之后,对其进行存储时的命名方法能体现该物体的语义含义,还可附加其他有关属性,比如物体与房间和楼层的关系等,从而为将来的应用做准备。这样得到的物体的三维模型具有三部分内容:1.结构,2.纹理,3.语义含义。物体命名方法参见表1所示:
物体名称 | 名称文字符号 |
房间 | FJ |
外墙 | WQ |
带窗墙 | DCHQ |
内墙 | NQ |
隔断 | GD |
走廊墙 | ZLQ |
带门墙 | DMQ |
带窗墙 | DCHQ |
带门窗墙 | DMCHQ |
门 | M |
窗户 | CH |
地板 | DB |
屋顶 | WD |
表1,室内物体名称表
与以上类似地,在形成完整的房间三维模型之后,我们可以进一步对房间的三维模型命名,使其能体现出房间与房间、房间与楼层的关系,并根据房间的命名对房间进行拼接,从而形成一个完整的楼层模型。
以图5所示的楼层平面图为例,来解释房间命名的示例方式。图5是一个简单示例性楼层的平面图,有房间1-7等。
房间命名的例子比如可以是:物体名称_楼名_楼层_房号_东南西北4邻,其中物体名称的内容见表1。针对图5的具体示例,则房间2和房间3的名称分别就是:FJ_创业楼_1层_2_3_X_1_X和FJ_创业楼_1层_3_4_X_2_X,这里X代表无此方向连接的房屋。
通过命名方式,当已知房间2与房间3相连,且房间3在房间2的东边,所以房间3的东墙一定是与房间2的西墙相连。如此类推可完成整个楼层的拼接。
进一步地,可以根据房间的三维坐标的关系将楼层模型拼在一起组成一个完整的建筑物室内模型,并将这个完成的建筑物室内模型放进室外真实场景建筑物三维模型,就构成了一个室内外一体的三维模型。其中,“室内模型”和“真实场景建筑物三维模型”均是计算机中的三维模型,建筑物三维模型仅仅是一层壳,内部是空,没有房间、楼道等模型。所谓“放进”是将室内模型与建筑物三维模型组合在一起。可以通过最后得到的室内外一体的三维模型,浏览一个建筑的外貌,也可进入它的内部观看它的内部结构和装饰。
通过前述步骤形成的内部结构是封闭的,下面可以通过切取物体的方式来形成门、窗等物体。比如如图6所示,切割提取门和窗户。一个室内的门或窗户将直接在其所在墙面上切出,这样做既直观也有效。
与本发明实施例的三维模型建模方法相对应,本发明实施例还提供了一种三维模型建模系统。参见图7,该系统包括:采集装置710,用于在房间内采集一对样本立体图像,该一对样本立体图像从不同角度拍摄,且具有重叠部分,重叠部分包含房间内的物体的图像;建模装置720,用于对重叠部分进行建模,制作重叠部分中的物体的三维模型。
进一步,该三维模型建模系统还可以包括:位置数据获取模块,从重叠部分中选取所述物体的结构特征点,结构特征点是决定物体的外形的点,利用摄影测量的原理来获取结构特征点的位置数据;建模模块,基于物体的各个结构特征点的位置数据来得到物体的基础三维模型;关系确立模块,用于在物体的纹理边界或角点与物体边界或角点之间建立一一对应关系;贴图模块,用于根据一一对应关系,为物体的基础三维模型进行贴图,从而得到既有结构又有纹理的物体的三维模型;物体模型存储模块,用于在对物体建模之后,以能体现物体的语义含义或物体与房间、楼层关系的命名方式,存储物体的三维模型;房间模型形成模块,用于基于物体的位置数据,将所有物体的三维模型拼接在一起,形成房间的完整模型;房间模型命名模块,用于对房间的模型进行命名,以使其体现出房间与房间以及房间与楼层的关系;建筑物模型形成模块,用于根据房间模型的命名对房间、楼层进行拼接,从而形成一个完整的建筑物室内三维模型;模型组合模块,用于将建筑物室内三维模型与建筑物室外三维模型组合在一起,形成建筑物室内外一体三维模型;切割模块,用于在建筑物室内外一体三维模型中切出门和窗户。
可以看出,本发明实施例所述的三维模型建模系统及其各个组成部件可以被配置成执行与前述方法实施例相类似的处理,因此,系统实施例中未详述部分,请参见方法实施例中相应描述,这里不再赘述。
上面已通过框图、流程图对本发明实施例进行了详细描述。本领域的技术人员明白,这些框图、流程图和/或实施例中的各功能和/或操作可以通过各种硬件、软件、固件或实质上它们的任意组合而单独地和/或共同地实施。在一种实施方式中,本说明书中描述的主题的几个部分可通过特定用途集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或其他集成形式实现。然而,本领域的技术人员会认识到,本说明书中描述的实施方式的一些方面能够全部或部分地在集成电路中以在一个或多个计算机上运行的一个或多个计算机程序的形式(例如,以在一个或多个计算机系统上运行的一个或多个计算机程序的形式)、以在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序的形式(例如,以在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序的形式)、以固件的形式、或以实质上它们的任意组合的形式等效地实施,并且,根据本说明书中公开的内容,设计用于本公开的电路和/或编写用于本公开的软件和/或固件的代码完全是在本领域技术人员的能力范围之内。
例如,上述三维模型建模方法的处理流程图中的各个步骤可以通过软件、固件、硬件或其任意组合的方式来执行。在通过软件或固件实现的情况下,可从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机(例如图8所示的通用计算机800)安装构成该软件的程序,该计算机在安装有各种程序时,能够执行各种功能。
因此,本发明还提出了一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品。所述指令代码由机器读取并执行时,可执行上述根据本发明实施例的三维模型建模方法。相应地,用于承载这种程序产品的上面列举的各种存储介质也包括在本发明的公开中。
图8是示出了可作为用来实现根据本发明实施例的图像处理方法的信息处理设备的通用计算机系统的结构简图。计算机系统800只是一个示例,并非暗示对本发明的方法和装置的使用范围或者功能的局限。也不应将计算机系统800解释为对示例性操作系统800中示出的任一组件或其组合具有依赖或需求。
在图8中,中央处理单元(CPU)801根据只读存储器(ROM)802中存储的程序或从存储部分808加载到随机存取存储器(RAM)803的程序执行各种处理。在RAM 803中,还根据需要存储当CPU 801执行各种处理等等时所需的数据。CPU 801、ROM 802和RAM 803经由总线804彼此连接。输入/输出接口805也连接到总线804。
下述部件也连接到输入/输出接口805:输入部分806(包括键盘、鼠标等等)、输出部分807(包括显示器,例如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等,和扬声器等)、存储部分808(包括硬盘等)、通信部分809(包括网络接口卡例如LAN卡、调制解调器等)。通信部分809经由网络例如因特网执行通信处理。根据需要,驱动器810也可连接到输入/输出接口805。可拆卸介质811例如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等可以根据需要被安装在驱动器810上,使得从中读出的计算机程序可根据需要被安装到存储部分808中。
在通过软件实现上述系列处理的情况下,可以从网络例如因特网或从存储介质例如可拆卸介质811安装构成软件的程序。
本领域的技术人员应当理解,这种存储介质不局限于图8所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可拆卸介质811。可拆卸介质811的例子包含磁盘(包含软盘)、光盘(包含光盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用盘(DVD))、磁光盘(包含迷你盘(MD)(注册商标))和半导体存储器。或者,存储介质可以是ROM 802、存储部分808中包含的硬盘等等,其中存有程序,并且与包含它们的设备一起被分发给用户。
尽管根据有限数量的实施例描述了本发明,但是受益于上面的描述,本技术领域内的技术人员明白,在由此描述的本发明的范围内,可以设想其它实施例。此外,应当注意,本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的,而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此,在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是明显的。关于本发明的范围,对本发明所做的公开是说明性的,而非限制性的,本发明的范围由所附权利要求书限定。
通过上述的描述,本发明的实施例提供了以下的方案,但不限于此:
方案1.一种房间内三维模型建模方法,其特征在于,该方法包括:
在房间内采集一组样本立体图像,该组样本立体图像包括多个成对样本立体图像,也被称为立体像对,这些立体像对通过从不同角度对房间内进行拍摄而获取且具有重叠部分,该组立体像对中的所有重叠部分包含房间内的所有物体的图像;
利用摄影测量的原理,制作所述重叠部分中物体的三维模型。
方案2.根据方案1所述的房间内三维模型建模方法,其中,制作所述物体的三维模型包括:
从所述重叠部分中选取所述物体的结构特征点,所述结构特征点是决定物体的外形的点;
利用摄影测量的原理来获取所述结构特征点的位置数据;
基于所述物体的各个结构特征点的位置数据来得到所述物体的基础三维模型。
方案3.根据方案2所述的三维模型建模方法,其中,制作所述物体的三维模型还包括:
在所述物体的纹理边界或角点与物体边界或角点之间建立一一对应关系;
根据所述一一对应关系,为所述物体的基础三维模型进行贴图,从而得到既有结构又有纹理的物体的三维模型。
方案4.根据方案1-3中任一项所述的方法,还包括:
在对所述物体建模之后,以能体现物体的语义含义的方式,或以能体现物体与房间、楼层关系的命名方式,存储所述物体的三维模型。
方案5.根据方案1-3中任一项所述的方法,还包括:
基于物体的位置数据,将所有物体的三维模型拼接在一起,形成房间的完整模型。
方案6.根据方案5所述的三维模型建模方法,还包括:
对所述房间的模型进行命名,以使其体现出房间与房间、房间与楼层的关系,并根据所述房间的命名对房间进行拼接,再根据三维坐标的关系对楼层进行拼接,从而形成一个完整的建筑物室内三维模型。
方案7.根据方案6所述的三维模型建模方法,还包括:
将所述建筑物室内三维模型与建筑物室外三维模型组合在一起,形成建筑物室内外一体三维模型。
方案8.根据方案7所述的三维模型建模方法,还包括:
在所述建筑物室内外一体三维模型中切出门和窗户。
方案9.一种三维模型建模系统,其特征在于:
采集装置,用于在房间内采集一组样本立体图像,该组样本立体图像包括多个成对样本立体图像,也被称为立体像对,这些立体像对通过从不同角度对房间内进行拍摄而获取且具有重叠,该组立体像对中的所有重叠部分包含房间内的所有物体的图像;
建模装置,用于对所述重叠部分进行建模,制作所述重叠部分中的物体的三维模型。
方案10.根据方案9所述的三维模型建模系统,所述建模装置包括:
位置数据获取模块:从所述立体像对重叠部分中选取所述物体的结构特征点,所述结构特征点是决定物体的外形的点;利用摄影测量的原理来获取所述结构特征点的位置数据;
建模模块:基于所述物体的各个结构特征点的位置数据来得到所述物体的基础三维模型。
方案11.根据方案10所述的三维模型建模系统,所述建模装置还包括:
关系确立模块:用于在所述物体的纹理边界或角点与物体边界或角点之间建立一一对应关系;
贴图装置:用于根据所述一一对应关系,为所述物体的基础三维模型进行贴图,从而得到既有结构又有纹理的物体的三维模型。
方案12.根据方案9-11中任一项所述的系统,还包括:
物体模型存储装置:用于在对所述物体建模之后,以能体现物体的语义含义或物体与房间、楼层关系的命名方式,存储所述物体的三维模型。
方案13.根据方案9-11中任一项所述的系统,还包括:
房间模型形成装置:用于基于物体的位置数据,将所有物体的三维模型拼接在一起,形成房间的完整模型。
方案14.根据方案13所述三维模型建模系统,还包括:
房间模型命名装置:用于对所述房间的模型进行命名,以使其体现出房间与房间以及房间与楼层的关系,
建筑物模型形成装置:用于根据所述房间模型的命名对房间、楼层进行拼接,从而形成一个完整的建筑物室内三维模型。
方案15.根据方案14所述的三维模型建模方法,还包括:
模型组合装置:用于将所述建筑物室内三维模型与建筑物室外三维模型组合在一起,形成建筑物室内外一体三维模型。
方案16.根据方案15所述的三维模型建模方法,还包括:
切割装置:用于在所述建筑物室内外一体三维模型中切出门和窗户。
方案17.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机可读指令,该计算机可读指令在被计算机运行时执行根据方案1-6中任一项所述的方法。
方案18.一种计算机,包括:
存储器,用于存储由处理器运行的指令;
处理器,用于运行指令以执行根据方案1-6中任一项所述的方法。
Claims (14)
1.一种房间内三维模型建模方法,其特征在于,该方法包括:
在房间内采集一组样本立体图像,该组样本立体图像包括多个成对样本立体图像,也被称为立体像对,这些立体像对通过从不同角度对房间内进行拍摄而获取且具有重叠部分,该组立体像对中的所有重叠部分包含房间内的所有物体的图像;
利用摄影测量的原理,制作所述重叠部分中物体的三维模型;
其中,制作所述物体的三维模型包括:
从所述重叠部分中选取所述物体的结构特征点,所述结构特征点是决定物体的外形的点;
利用摄影测量的原理来获取所述结构特征点的位置数据;
基于所述物体的各个结构特征点的位置数据来得到所述物体的基础三维模型;
其中,制作所述物体的三维模型还包括:
在所述物体的纹理边界或角点与物体边界或角点之间建立一一对应关系;
根据所述一一对应关系,为所述物体的基础三维模型进行贴图,从而得到既有结构又有纹理的物体的三维模型。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括:
在对所述物体建模之后,以能体现物体的语义含义的方式,或以能体现物体与房间、楼层关系的命名方式,存储所述物体的三维模型。
3.根据权利要求1或2所述的方法,还包括:
基于物体的位置数据,将所有物体的三维模型拼接在一起,形成房间的完整模型。
4.根据权利要求3所述的三维模型建模方法,还包括:
对所述房间的模型进行命名,以使其体现出房间与房间、房间与楼层的关系,并根据所述房间的命名对房间进行拼接,再根据三维坐标的关系对楼层进行拼接,从而形成一个完整的建筑物室内三维模型。
5.根据权利要求4所述的三维模型建模方法,还包括:
将所述建筑物室内三维模型与建筑物室外三维模型组合在一起,形成建筑物室内外一体三维模型。
6.根据权利要求5所述的三维模型建模方法,还包括:
在所述建筑物室内外一体三维模型中切出门和窗户。
7.一种三维模型建模系统,其特征在于:
采集装置,用于在房间内采集一组样本立体图像,该组样本立体图像包括多个成对样本立体图像,也被称为立体像对,这些立体像对通过从不同角度对房间内进行拍摄而获取且具有重叠,该组立体像对中的所有重叠部分包含房间内的所有物体的图像;
建模装置,用于对所述重叠部分进行建模,制作所述重叠部分中的物体的三维模型;
其中,所述建模装置包括:
位置数据获取模块:从所述立体像对重叠部分中选取所述物体的结构特征点,所述结构特征点是决定物体的外形的点;利用摄影测量的原理来获取所述结构特征点的位置数据;
建模模块:基于所述物体的各个结构特征点的位置数据来得到所述物体的基础三维模型;
其中,所述建模装置还包括:
关系确立模块:用于在所述物体的纹理边界或角点与物体边界或角点之间建立一一对应关系;
贴图装置:用于根据所述一一对应关系,为所述物体的基础三维模型进行贴图,从而得到既有结构又有纹理的物体的三维模型。
8.根据权利要求7所述的三维模型建模系统,还包括:
物体模型存储装置:用于在对所述物体建模之后,以能体现物体的语义含义或物体与房间、楼层关系的命名方式,存储所述物体的三维模型。
9.根据权利要求7或8所述的三维模型建模系统,还包括:
房间模型形成装置:用于基于物体的位置数据,将所有物体的三维模型拼接在一起,形成房间的完整模型。
10.根据权利要求9所述的三维模型建模系统,还包括:
房间模型命名装置:用于对所述房间的模型进行命名,以使其体现出房间与房间以及房间与楼层的关系,
建筑物模型形成装置:用于根据所述房间模型的命名对房间、楼层进行拼接,从而形成一个完整的建筑物室内三维模型。
11.根据权利要求10所述的三维模型建模系统,还包括:
模型组合装置:用于将所述建筑物室内三维模型与建筑物室外三维模型组合在一起,形成建筑物室内外一体三维模型。
12.根据权利要求11所述的三维模型建模系统,还包括:
切割装置:用于在所述建筑物室内外一体三维模型中切出门和窗户。
13.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机可读指令,该计算机可读指令在被计算机运行时执行根据权利要求1-5中任一项所述的方法。
14.一种计算机,包括:
存储器,用于存储由处理器运行的指令;
处理器,用于运行指令以执行根据权利要求1-5中任一项所述的方法。
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