[发明专利]一种基于在线结构分析的室内场景实时重建方法

权利要求书

1.一种基于在线结构分析的室内场景实时重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）体数据融合：首先根据上一帧深度图和摄像机位置，用ICP计算当前帧的摄像机位置，将当前帧深度图融合到体数据中去，并从当前帧的摄像机位置重新计算当前视点下体素隐式曲面的深度图，并从体数据中读出每一个体素的ID值，这个ID包含每一个体素的对应的平面或物体；

（2）平面像素标记：对每一个像素，根据从体数据中读出的ID值，标记出已知平面，然后从未标记为平面的像素中识别出新的平面并进行标记；

（3）物体像素标记：对所有还没有被标记为平面的像素，根据从体数据中读出的ID值，标记出已知物体，然后从未标记为平面或物体的像素中识别出新的物体并进行标记；

（4）平面边界点标记：找出所有平面的边界点，记录下这些边界点对应的平面及空间坐标；

（5）场景数据更新：根据从当前帧标记出的平面像素，以及平面的边界点，更新平面方程及平面的边界，或创建新的平面；根据平面的相互关系，对平面进一步修整；根据从当前帧标记出的物体像素，更新物体的包围盒，并搜索重复物体；最后将当前帧所有的标记都写入体素中，并根据标记合成出新的深度图，把合成的深度图用于下一帧摄像机位置计算。

2.根据权利要求1所述基于在线结构分析的室内场景实时重建方法，其特征在于，所述步骤2包括以下子步骤：

（2.1）已知平面的标记，将已知平面光栅化得到深度图和ID图，对比每一像素ray casting的深度与光栅化的深度，通过两次扫描标记出已知平面；

（2.2）新平面的标记，首先标记出曲率大的像素，然后对其它尚未标记的像素用种子填充法进行扩散填充，标记出新的平面。

3.根据权利要求1所述基于在线结构分析的室内场景实时重建方法，其特征在于，所述步骤5包括以下子步骤：

（5.1）平面更新，将标记为这个平面的像素所对应的3D点加入到这个平面的点列表中，更新平面方程，并检测几个平面是否能够合并为同一个平面；

（5.2）平面边界更新，根据平面边界的类型更新每条边界，并检测边界类型是否有可能发生转换；

（5.3）平面相互关系，根据平面之间的相互位置，将有相互联系的平面组合起来；

（5.4）物体更新，更新物体的包围盒，将深度图上相连的几个物体合并为同一个物体，并根据用户操作抽取物体的面网格；

（5.5）重复物体识别，如果当前扫描的物体与之前已经抽出面网格的某个物体形状相同，则提示用户直接用该网格表示当前物体；

（5.6）体素ID更新及结构化深度生成，将新的ID写入体素，并计算新的深度图。