CN113362454A - 一种以全景三维图像为基础的建筑模型生成方法 - Google Patents

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虞雅伦
应杭强
陈滢
吴钰
张琳
王敬茹
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Zhejiang University of Technology ZJUT
Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Zhejiang University of Science and Technology ZUST
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Zhejiang University of Technology ZJUT
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2200/00—Indexing scheme for image data processing or generation, in general
    • G06T2200/08—Indexing scheme for image data processing or generation, in general involving all processing steps from image acquisition to 3D model generation

Abstract

本发明公开了一种以全景三维图像为基础的建筑模型生成方法，包括：(1)由拍摄装置拍摄原建筑的全景360°图像信息；(2)读取步骤(1)中拍摄的图像信息，对图像信息进行校验；(3)对所有的建筑图像进行特征提取，提取后对相邻图像进行特征点匹配；(4)根据拍摄装置拍摄原建筑各个角度图像时的相对位置，通过从运动恢复结构技术获得步骤(3)中相邻图像重叠区域内各个特征点的三维坐标；(5)获得建筑的稀疏三维点云；(6)获取建筑的稠密三维点云；(7)生成建筑三角面片模型；(8)生成建筑三维模型。本发明基于方便快捷获取建筑物全景图像的基础上，能够快速有效的实现从图像到三维模型的自动生成。

Description

一种以全景三维图像为基础的建筑模型生成方法
技术领域
本发明属于建筑模型的构建领域，具体涉及了一种以全景三维图像为基础的建筑模型生成方法。
背景技术
我们周围到处可见各种建筑物，尤其是一些旅游景点的建筑物，具有丰富历史底蕴的建筑物，这部分古代建筑作为特殊的文化信息载体，是人类文明的艺术瑰宝，宣传并发扬光大它们是当代义不容辞的责任。将这部分富含底蕴的建筑模型化、细小化进行售卖或观赏，以便于更多人能够直观的接触并了解它的构造，不失为一种很好的宣传方便。
基于图像的三维重建是指结合全景几何理论和计算机视觉与算法理论，从若干副图像中恢复物体或场景的三维模型的技术。近年来基于图像的三维重建技术在建筑模型化的应用需求越来越多，其中一个主要应用是对建筑的数字化建模研究。基于图像的三维重建技术相比传统的激光扫描技术，具有安全、成本低、可实施性强等优点。但目前还没有能够生成大型建筑三维模型的有效方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以全景三维图像为基础的建筑模型生成方法，能够快速有效的实现从图像到三维模型的自动生成。
一种以全景三维图像为基础的建筑模型生成方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)由拍摄装置拍摄原建筑的全景360°图像信息；
(2)读取步骤(1)中拍摄的图像信息，对图像信息进行校验，校验成功后将图像信息转化为能够识别的图像格式；
(3)对所有的建筑图像进行特征提取，提取后对相邻图像进行特征点匹配；
(4)根据拍摄装置拍摄原建筑各个角度图像时的相对位置，通过从运动恢复结构技术获得步骤(3)中相邻图像重叠区域内各个特征点的三维坐标；
(5)根据步骤(4)中相邻二维图像重叠区域内各个特征点的三维坐标，获得建筑的稀疏三维点云；
(6)根据图像拍摄时刻拍摄装置的相对位置以及建筑模型的稀疏三维点云，获取建筑的稠密三维点云；
(7)根据建筑稠密三维点云，生成建筑三角面片模型；
(8)利用建筑三角面片模型，根据三维点与图像的匹配关系，计算纹理映射并生成建筑三维模型。
优选后，该拍摄装置采用无人机，由无人机航拍获取原建筑的360°图像信息，至少每隔30°拍摄一次，并在多细节位置至少每隔15°拍摄一次，拍摄中保持无人机稳定，且无遮挡。
优选后，在拍摄过程中，无人机在每个位置至少拍摄3张建筑图像，选用一张建筑图像作图像分析，其余图像备用。
优选后，对所述图像信息校验失败时，发出提醒消息，以便用户根据所述提醒消息删除校验失败的图像，并选用其余同位置的图像进行再次校验，直至选用到校验正确的同位置图像。
优选后，所述步骤(3)中针对所述相邻图像特征点匹配过程中的误匹配特征点，通过对极几何约束方法进行清除。
优选后，所述步骤(7)中利用基于多视角的立体映射技术获得建筑稠密型三维点云。
由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
本发明基于方便快捷获取建筑物全景图像的基础上，采用相对清晰简明的操作步骤，即可快速实现建筑物稀疏型三维点云的获取，且步骤方法简明易于操作，容易上手。
本发明通过建筑稀疏型三维点云，快速获得稠密的建筑三维点云，在由稠密点云数据获取建筑三维模型，模型能够精确的反映原建筑，减少误差，降低偏差。
具体实施方式
本发明旨在提供一种以全景三维图像为基础的建筑模型生成方法，能够快速有效的实现从图像到三维模型的自动生成，将这部分富含底蕴的建筑模型化、细小化进行售卖或观赏，以便于更多人能够直观的接触并了解它的构造，弘扬优秀的文化遗产。
下面对其进行具体的阐述：
一种以全景三维图像为基础的建筑模型生成方法，包括如下步骤：
(1)由拍摄装置拍摄原建筑的全景360°图像信息；
(2)读取步骤(1)中拍摄的图像信息，对图像信息进行校验，校验成功后将图像信息转化为能够识别的图像格式；
(3)对所有的建筑图像进行特征提取，提取后对相邻图像进行特征点匹配；
(4)根据拍摄装置拍摄原建筑各个角度图像时的相对位置，通过从运动恢复结构技术获得步骤(3)中相邻图像重叠区域内各个特征点的三维坐标；
(5)根据步骤(4)中相邻二维图像重叠区域内各个特征点的三维坐标，获得建筑的稀疏三维点云；
(6)根据图像拍摄时刻拍摄装置的相对位置以及建筑模型的稀疏三维点云，获取建筑的稠密三维点云；
(7)根据建筑稠密三维点云，生成建筑三角面片模型；
(8)利用建筑三角面片模型，根据三维点与图像的匹配关系，计算纹理映射并生成建筑三维模型。
具体的，该拍摄装置采用无人机，由无人机航拍获取原建筑的360°图像信息，至少每隔30°拍摄一次，并在多细节位置至少每隔15°拍摄一次，拍摄中保持无人机稳定，且无遮挡。
具体的，在拍摄过程中，无人机在每个位置至少拍摄3张建筑图像，选用一张建筑图像作图像分析，其余图像备用。
具体的，对所述图像信息校验失败时，发出提醒消息，以便用户根据所述提醒消息删除校验失败的图像，并选用其余同位置的图像进行再次校验，直至选用到校验正确的同位置图像。
具体的，所述步骤(3)中针对所述相邻图像特征点匹配过程中的误匹配特征点，通过对极几何约束方法进行清除。
具体的，所述步骤(7)中利用基于多视角的立体映射技术获得建筑稠密型三维点云。
本发明基于方便快捷获取建筑物全景图像的基础上，采用相对清晰简明的操作步骤，即可快速实现建筑物稀疏型三维点云的获取，且步骤方法简明易于操作，容易上手。
本发明通过建筑稀疏型三维点云，快速获得稠密的建筑三维点云，在由稠密点云数据获取建筑三维模型，模型能够精确的反映原建筑，减少误差，降低偏差。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种以全景三维图像为基础的建筑模型生成方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)由拍摄装置拍摄原建筑的全景360°图像信息；
(2)读取步骤(1)中拍摄的图像信息，对图像信息进行校验，校验成功后将图像信息转化为能够识别的图像格式；
(3)对所有的建筑图像进行特征提取，提取后对相邻图像进行特征点匹配；
(4)根据拍摄装置拍摄原建筑各个角度图像时的相对位置，通过从运动恢复结构技术获得步骤(3)中相邻图像重叠区域内各个特征点的三维坐标；
(5)根据步骤(4)中相邻二维图像重叠区域内各个特征点的三维坐标，获得建筑的稀疏三维点云；
(6)根据图像拍摄时刻拍摄装置的相对位置以及建筑模型的稀疏三维点云，获取建筑的稠密三维点云；
(7)根据建筑稠密三维点云，生成建筑三角面片模型；
(8)利用建筑三角面片模型，根据三维点与图像的匹配关系，计算纹理映射并生成建筑三维模型。
2.根据权利要求1所述的一种以全景三维图像为基础的建筑模型生成方法，其特征在于：该拍摄装置采用无人机，由无人机航拍获取原建筑的360°图像信息，至少每隔30°拍摄一次，并在多细节位置至少每隔15°拍摄一次，拍摄中保持无人机稳定，且无遮挡。
3.根据权利要求2所述的一种以全景三维图像为基础的建筑模型生成方法，其特征在于：在拍摄过程中，无人机在每个位置至少拍摄3张建筑图像，选用一张建筑图像作图像分析，其余图像备用。
4.根据权利要求3所述的一种以全景三维图像为基础的建筑模型生成方法，其特征在于：对所述图像信息校验失败时，发出提醒消息，以便用户根据所述提醒消息删除校验失败的图像，并选用其余同位置的图像进行再次校验，直至选用到校验正确的同位置图像。
5.根据权利要求1所述的一种以全景三维图像为基础的建筑模型生成方法，其特征在于：所述步骤(3)中针对所述相邻图像特征点匹配过程中的误匹配特征点，通过对极几何约束方法进行清除。
6.根据权利要求1所述的一种以全景三维图像为基础的建筑模型生成方法，其特征在于：所述步骤(7)中利用基于多视角的立体映射技术获得建筑稠密型三维点云。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116844068A (zh) * 2023-09-01 2023-10-03 山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队（山东省第五地质矿产勘查院） 建筑测绘方法、系统、计算机设备及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018028216A1 (zh) * 2016-08-08 2018-02-15 深圳市圆周率软件科技有限责任公司 一种全景三维建模装置、方法及系统
CN108537865A (zh) * 2018-03-21 2018-09-14 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种基于视觉三维重建的古建筑模型生成方法和装置
CN111599001A (zh) * 2020-05-14 2020-08-28 星际（重庆）智能装备技术研究院有限公司 基于图像三维重建技术的无人机导航地图构建系统及方法
CN111815757A (zh) * 2019-06-29 2020-10-23 浙江大学山东工业技术研究院 基于图像序列的大型构件三维重建方法
CN112085845A (zh) * 2020-09-11 2020-12-15 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 基于无人机影像的室外场景快速三维重建装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018028216A1 (zh) * 2016-08-08 2018-02-15 深圳市圆周率软件科技有限责任公司 一种全景三维建模装置、方法及系统
CN108537865A (zh) * 2018-03-21 2018-09-14 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种基于视觉三维重建的古建筑模型生成方法和装置
CN111815757A (zh) * 2019-06-29 2020-10-23 浙江大学山东工业技术研究院 基于图像序列的大型构件三维重建方法
CN111599001A (zh) * 2020-05-14 2020-08-28 星际（重庆）智能装备技术研究院有限公司 基于图像三维重建技术的无人机导航地图构建系统及方法
CN112085845A (zh) * 2020-09-11 2020-12-15 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 基于无人机影像的室外场景快速三维重建装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116844068A (zh) * 2023-09-01 2023-10-03 山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队（山东省第五地质矿产勘查院） 建筑测绘方法、系统、计算机设备及存储介质
CN116844068B (zh) * 2023-09-01 2023-12-26 山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队（山东省第五地质矿产勘查院） 建筑测绘方法、系统、计算机设备及存储介质

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