[发明专利]一种基于重建模型吻合度的空间目标三维重建评估方法及应用

说明书

一种基于重构模型吻合度的空间目标三维重建评估方法及应用，它属于计算机图形学和计算机视觉技术领域。本发明解决了传统方法存在的评估需要依赖于原始模型信息，且评估仅限于重构模型的局部，不能够对三维重建模型的吻合度进行评估的问题。利用特征边缘直线拟合方程与残差、特征边缘直线的平行度、特征边缘直线的直角性吻合度和特征相邻面的直角性吻合度来评估重建模型吻合度，相比较于现有方法，本发明的评估方法不需要依赖于原始目标信息，应用性更广；而且本发明的方法克服了传统方法的只能对重建模型局部进行评估的局限，可以评估三维重建模型整体上的吻合程度。本发明可以应用于计算机图形学和计算机视觉技术领域用。

技术领域

本发明属于计算机图形学和计算机视觉技术领域，具体涉及一种基于重构模型吻合度的空间目标三维重建评估方法及应用。

背景技术

三维重建一直是近些年计算机视觉、计算机图形学领域非常重要的研究内容，通过重构模型与原模型的各部分特征位置比对，可以作为目标判断的合理依据，在计算机视觉三维重建若干技术研究中，传统的评估方法为先将重建图像与原始图像中的曲线对齐，再取重建曲线中的某部分点计算他们到原始曲线的最近距离，进而得到三维重建的精度，该方法充分利用了原始模型的信息，可以通过精度分析得到重建结果的变形程度等，从而对目标三维重建进行评估；虽然传统方法能够对三维重建进行评估，但是评估需要依赖于原始模型信息，因此应用受到一定的局限性；而且传统方法仅限于评价重构模型局部的边缘拟合精度，局部平面变形程度或重构点密度，不能够对三维重建的吻合度进行评估。

发明内容

本发明的目的是为解决传统方法存在的评估需要依赖于原始模型信息，且评估仅限于重构模型的局部，不能够对三维重建模型的吻合度进行评估的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种基于重构模型吻合度的空间目标三维重建评估方法，该方法的具体步骤为：

步骤一、在重建模型的各个特征边缘直线周围分别选择部分重构点，对选择的重构点进行特征边缘直线拟合，得到特征边缘直线组；计算出选择的重构点与对应的特征边缘直线拟合方程的残差，来判断结构边缘的吻合度；即判断重构点与对应特征边缘直线拟合方程残差的绝对值是否在0～10^-2范围内；若判断结果在0～10^-2范围内，则执行步骤二，否则评估结束；

步骤二、在步骤一的特征边缘直线组中，求得任意两条平行特征边缘直线的平行度，即判断任意两条平行特征边缘直线的夹角是否在±3°范围内；若判断结果为在±3°范围内，则执行步骤三，否则评估结束；

步骤三、在步骤一的特征边缘直线组中，求得任意两条垂直特征边缘直线的直角性吻合度，即判断任意两条垂直特征边缘直线的夹角是否在87°～93°范围内；若判断结果为在87°～93°范围内，则执行步骤四，否则评估结束；

步骤四、在重构模型中，选择构成特征相邻平面的部分重构点进行平面拟合，得到任意两个特征相邻面拟合平面方程；根据拟合平面方程，求得任意两个特征相邻面的直角性吻合度，即判断任意两个特征相邻面的夹角是否在87°～93°范围内；若判断结果为在87°～93°范围内，则认为三维重建模型符合吻合度的重建要求，否则三维重建模型不符合吻合度的重建要求。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种基于重构模型吻合度的空间目标三维重建评估方法及应用，本发明利用选择的重构点与特征边缘直线拟合方程的残差评估三维重建结构边缘的吻合度；利用特征边缘直线的平行度和直角性吻合度来评估重建结构的尺寸吻合度；利用特征相邻面的直角性吻合度评估整体吻合度，相比较于传统方法，本发明的评估方法不需要依赖于原始目标信息，应用性更广；而且本发明的方法克服了传统方法的只能对重建模型局部进行评估的局限性；本发明的方法可以应用于对仿真方形卫星本体和仿真北斗卫星本体表面三维重建进行吻合度评估。

本发明可以对三维重建整体的吻合度进行评价，填补了对三维重建结果评价技术领域的空白。