[发明专利]目标物定位虚实融合方法及装置

说明书

本发明提供一种目标物定位虚实融合方法及装置，该方法包括获取目标物在世界坐标系中的坐标以及每个摄像头在世界坐标系中的位置以及视角方向，通过引入世界矩阵及其逆矩阵，通过坐标转换得到目标物在每个摄像头的相机坐标系中的坐标，并判断该相机坐标系中的坐标是否在每个摄像头的BIM三维模型的三维视域范围内，通过调用在该视域范围内的摄像头的监控视频获得该目标物的显示监控状态，实现了目标物在监控视频对应的物理实体(即目标物)和BIM三维模型对应的数字空间两者之间的双向映射，实现了包含该目标物的监控视频的检索和播放，从而获知该目标物的实际工作状态。

技术领域

本发明涉及建筑工程施工数字化管理技术领域，特别涉及一种目标物定位虚实融合方法及装置。

背景技术

建筑信息化模型(Building Information Modeling，BIM模型，或称为BIM三维模型)是建筑学、工程学及土木工程的新工具，基于BIM三维模型实现目标物的三维可视化是当前施工现场管理中广泛采用的技术，通过GIS、北斗GNSS、蓝牙、wifi测距等定位技术，或者视频智能分析技术，获得目标物在BIM三维模型中的坐标信息，并进行三维可视化显示。

现有技术的主要缺点是仅能实现从现实物理空间到以BIM为代表的三维数字虚拟空间的单向映射，即可以在BIM三维模型中看到当前目标物的位置，但无法有效反映目标物的实际状态。

发明内容

针对上述现有技术存在的可以在BIM三维模型中看到当前目标物的位置，但无法有效反映目标物的实际状态技术问题，本发明提供一种目标物定位虚实融合方法，通过该方法获得所有可显示该目标物的监控视频并显示，实现该目标物在监控视频对应的物理实体和BIM三维模型对应的数字空间两者之间的双向映射。本发明还提供一种目标物定位虚实融合装置。

本发明的技术方案如下：

一种目标物定位虚实融合方法，用于获取建筑工地的目标物实际状态，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

信息获取步骤，在建筑工地部署若干监控摄像头或利用建筑工地已有若干监控摄像头并对建筑工地进行BIM建模以获得建筑工地BIM三维模型，获取BIM三维模型中每个摄像头在BIM三维模型中的世界坐标系中的位置和视角方向；并获取目标物在世界坐标系中的坐标；根据所述每个摄像头在世界坐标系中的位置和视角方向计算得到所述每个摄像头在所述世界坐标系中的世界矩阵；并获取每个摄像头对应的所述BIM三维模型的三维视域；

转换步骤，根据所述每个摄像头在所述世界坐标系中的世界矩阵，将所述目标物在所述世界坐标系中的坐标转换为在所述每个摄像头的相机坐标系中的坐标；

判断步骤，判断所述目标物在所述每个摄像头的相机坐标系中的坐标是否在对应的摄像头对应的所述BIM三维模型的三维视域范围内，得到包含目标物在相机坐标系中的坐标的所有视域；

调用步骤，调用显示包含目标物在相机坐标系中的坐标的所有视域内的摄像头的监控视频，以获得该目标物的显示监控状态。

进一步地，在所述转换步骤中，所述根据所述每个摄像头在所述世界坐标系中的世界矩阵，将所述目标物在所述世界坐标系中的坐标转换为在所述每个摄像头的相机坐标系中的坐标包括：

计算所述每个摄像头在所述世界坐标系中的世界矩阵对应的逆矩阵，并计算所述每个摄像头在所述世界坐标系中的世界矩阵对应的逆矩阵与所述目标物在世界坐标系中的坐标的乘积，得到在对应的摄像头的视锥范围内的目标物在对应的摄像头的相机坐标系中的坐标。

进一步地，所述世界矩阵为4*4的矩阵，每个所述世界矩阵中包含每个摄像头的位置和视角方向，所述世界矩阵的前三列分别代表模型自身向右、向上、向前的向量，所述世界矩阵的第四列代表摄像头的位置。

进一步地，所述目标物包括一个或多个施工人员。