[发明专利]一种基于图像的三维线框建模方法及装置

权利要求书

1.一种基于图像的三维线框建模方法，其特征在于，包括：

步骤a：获取图像数据，重建三维点云和相机参数；

步骤b：根据获取的图像数据提取二维线框，根据提取的二维线框和相机参数重建三维线框；

步骤c：使用重建的三维线框和三维点云构建出三维模型；

其中：在所述步骤b中，根据获取的图像数据提取二维线框具体包括：将原始图像重采样到不同的分辨率，分别提取线段，将不同分辨率下提取到的线段进行聚类合并得到最终的二维线框；

在所述步骤b中，根据提取的二维线框和相机参数重建三维线框具体包括：将不同图像上提取的二维线段根据极线几何约束进行初始匹配，使用三维点云对匹配进行验证；根据相机位置和旋转量将每一对匹配好的二维线段重建出一条三维线段；对所有重建出的三维线段进行聚类合并得到最终的三维线框；

在所述步骤c中，构建出三维模型包括：对三维线框中的线段使用RANSAC方法产生大量候选平面，结合点云进行优化选择得到封闭的三维模型。

2.根据权利要求1所述的基于图像的三维线框建模方法，其特征在于，在所述步骤a中，对于大型被建模物体，采用无人机环绕航拍获取图像数据；对于中小型被建模物体，采用手工环绕拍摄获取图像数据。

3.根据权利要求1或2所述的基于图像的三维线框建模方法，其特征在于，在所述步骤a中，使用从运动恢复结构技术和多视角立体技术来获取三维点云和相机参数。

4.根据权利要求3所述的基于图像的三维线框建模方法，其特征在于，所述相机参数包括相机内参和外参，所述内参是指相机的投影矩阵，所述外参是指相机的位置和旋转量。

5.一种基于图像的三维线框建模装置，其特征在于，包括图像数据获取模块、三维点云和相机参数重建模块、二维线框提取模块、三维线框重建模块和三维模型构建模块；所述图像数据获取模块用于获取图像数据；所述三维点云和相机参数重建模块用于重建三维点云和相机参数；所述二维线框提取模块用于根据获取的图像数据提取二维线框；所述三维线框重建模块用于根据提取的二维线框和相机参数重建三维线框，所述三维模型构建模块用于使用重建的三维线框和三维点云构建出三维模型；

其中：二维线框提取模块提取二维线框具体包括：将原始图像重采样到不同的分辨率，分别提取线段，将不同分辨率下提取到的线段进行聚类合并得到最终的二维线框；

三维线框重建模块重建三维线框具体包括：将不同图像上提取的二维线段根据极线几何约束进行初始匹配，使用三维点云对匹配进行验证，根据相机位置和旋转量将每一对匹配好的二维线段重建出一条三维线段，对所有重建出的三维线段进行聚类合并得到最终的三维线框；

三维模型构建模块构建三维模型包括：对三维线框中的线段使用RANSAC方法产生大量候选平面，结合点云进行优化选择得到封闭的三维模型。

6.根据权利要求5所述的基于图像的三维线框建模装置，其特征在于，所述三维点云和相机参数重建模块使用从运动恢复结构技术和多视角立体技术来获取三维点云和相机参数，所述相机参数包括相机内参和外参，所述内参是指相机的投影矩阵，所述外参是指相机的位置和旋转量。