[发明专利]基于三角网内插及约束的文物序列影像精细三维重建方法

说明书

本发明公开了基于三角网内插及约束的文物序列影像精细三维重建方法，包括：步骤一、采集文物序列影像；步骤二、在序列影像间进行同名点匹配；步骤三、获得每张影像的位置与姿态参数；步骤四、立体像对中，对左影像以Harris分格网提取特征点并应用Fostner算子进行精确定位，在右影像上搜索匹配对应同名点建立均匀分布的同名点，以上述同名点作为种子点构建同名狄罗尼三角网，通过对三角形重心点不断内插匹配，得到文物影像高密度同名点；提取左影像边缘特征得到边缘点，在立体像对中匹配出边缘信息同名点；步骤五、根据影像的位置与姿态参数，将文物影像高密度同名点进行密集点重建；步骤六、以文物的三维点云作为参考，实现绝对定向，获得精细三维模型。

技术领域

本发明属于摄影测量和激光雷达技术领域，涉及一种基于三角网内插及约束的文物序列影像精细三维重建方法。

背景技术

现实世界客观对象的三维信息更能直观、有效的表达被测对象的环境及属性，随着三维重建技术在速度和精度等方面的不断提高，其方法被广泛应用于测绘、城市规划、医学、军事、文化遗产数字化保护等领域。测绘行业应用三维重建技术生成数字地面模型、数字城市模型等，应用于数据展示、数据更新、信息管理等方面；城市规划建设管理中城市三维重建对于空间分析的需求、展示城市的景观风貌、城市建筑物的动态监测、减少决策失误具有重要意义；军事上可进行测绘导航、构建虚拟战场、提供精确地理信息、建立真实、可量测的三维模型，在目标定位、地形可视化等方面具有重要意义；在医学中CT三维重建促使从横断层到多面层乃至立体的飞跃，使传统的抽象表达到现实直观形象表示，诊断的准确性大幅度提高；在文化遗产数字化保护方面，三维重建是数字化的重要内容，它可记录文物形与色的详细信息进行存档、开展病害调查，同时指导文物的虚拟修复，而观察者可以多角度、更为全面的浏览。目前文物部门对数字化的要求越来越高，高效精细的文物三维重建是目前研究的热点。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于三角网内插及约束的文物序列影像精细三维重建方法。

为此，本发明提供的技术方案为：

一种基于三角网内插及约束的文物序列影像精细三维重建方法，包括：

步骤一、利用相机采集文物的序列影像；

步骤二、在所述序列影像间进行同名点匹配，得到序列影像定向用同名点；

步骤三、首先利用所述同名点解算获得每张影像的定向参数，之后以所述影像定向参数作为初值，通过光束法平差，获得每张影像的位置与姿态参数；

步骤四、序列影像中立体像对的密集匹配：在立体像对中，对左影像以Harris分格网提取特征点并应用Fostner算子进行精确定位，在右影像上搜索匹配对应同名点建立均匀分布的同名点，以均匀分布的同名点作为种子点构建同名狄罗尼三角网，通过对三角形重心点不断内插匹配，不断增加匹配的同名点，得到文物影像高密度同名点；

步骤五、根据步骤三中得到的所述每张影像的位置与姿态参数，将所述文物影像高密度同名点进行密集点重建，构建文物影像精细点云；

步骤六、以所述文物的三维点云作为参考，通过坐标系之间的空间相似变换实现所述文物影像精细点云的绝对定向，使文物影像精细点云具有实际大小和尺度，获得文物序列影像的精细三维模型。

优选的是，所述的基于三角网内插及约束的文物序列影像精细三维重建方法中，所述步骤三中，具体包括如下步骤：

3.1)将步骤二中得到的所述同名点，通过相对定向直接解结合严密解的方法获得初始立体像对的相对位置与姿态参数，同时对所述同名点应用前方交会解算其三维坐标；