[发明专利]利用大众自拍全景数据建立房屋实景三维的方法及系统

说明书

本发明提供一种利用大众自拍全景数据建立房屋实景三维的方法及系统，包括接收大众自主拍摄上传的房屋360度全景数据，利用房屋360度全景数据生成房屋三维颜色点云；房屋颜色点云规整化处理，进行墙面选择；基于房屋点云提取房屋平面图；房屋360全景、平面图和三维模型关联展示。本发明支持大众自主、快速构建房屋的实景三维模型，实现对房屋的低成本、高效便捷的三维可视化数字表达。利用360度全景多视摄影测量处理技术，显著提升实景三维模型构建的效率和准确度，降低了房屋实景三维建模的费用以及专业人员现场数据采集的工作量，实现众包式房屋三维建模和可视化表达，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于实景三维建模领域，特别涉及一种基于大众自拍全景数据建立房屋实景三维的方法及系统。

背景技术

室内是人类生活、娱乐、学习的重要场所。如何快速的对室内场景进行三维建模己成为当前研究的热点问题。到目前为止，人们正在通过各种各样的途径进行室内场景建模，而且也取得了颇多进展。

目前室内场景建模有三种方法。一是利用CAD、3ds max等三维软件建立三维模型。利用一些基本的几何元素，通过一系列的操作建立三维模型。这种几何交互建模通常是利用室内施工图、CAD等提供的数据和高度辅助数据来还原室内模型。该方法成本低，技术成熟，应用广泛。然而，由于室内场景的形状和结构不同，用交互式的方法实现室内场景的重建非常耗时，对操作者的专业技能要求很高。另一种方法是通过仪器设备获取三维数据，可分为光学测量、超声波测量、电磁测量等，其中光学测量是应用最广泛的方法。例如，通过激光扫描仪直接获取室内场景各采样点的三维空间坐标和颜色信息。这种方法已经取得了很多研究成果。然而，由于数据采集成本高，使用条件苛刻，这种方法不能很快地被公众接受和使用。第三种方法是基于图像的建模方法。采用普通数码相机作为图像采集设备，直接从图像中重建出真实性高的模型。由于其成本低、效率高、劳动强度低等优点，它已成为一种吸引众多领域日益关注和采用的几何信息分析提取和模型制作的有力工具，尤其是地面近景图像，能够反映建筑物表面的几何细节且具有逼真的纹理信息，是当前摄影测量、计算机视觉领域的研究热点。基于图像的建模技术是基于数字摄影测量、计算机图形学和计算机视觉的相关知识，根据摄像机透视成像原理，通过对图像的分析和处理，得到所需的摄像机参数，从而可以从单幅图像或多幅图像中恢复物体的三维模型。虽然这种方法有其自身的优点，但在便捷性方面仍有一些地方需要改进。原因如下：

基于图像进行建模需要具备相当的专业知识，并且计算量大，需要使用专业计算软件，难以实现大众化，普通群众要想对室内进行建模还是需要向相关机构或专业人员寻求帮助，成本较高。

同时基于图像的建模方法对影像有一定要求，例如清晰度、覆盖度和重叠度等，这意味着需要拍摄大量照片才能够筛选出满足建模条件的影像，需要指派专业人员到现场进行数据采集。

发明内容

本项目提供了一种基于大众自拍全景数据建立房屋实景三维方案，实现大众自主、快速构建房屋的实景三维模型，实现对房屋的低成本、高效便捷的三维可视化数字表达。

为实现上述目的，本发明提供一种利用大众自拍全景数据建立房屋实景三维的方法，包括以下步骤：

步骤1，接收大众自主拍摄上传的房屋360度全景数据；

步骤2，利用房屋360度全景数据生成房屋三维颜色点云，实现方式包括以下子步骤，

步骤2.1，将360度全景视频流抽帧，建立序列360度全景影像集；

步骤2.2，将360度全景影像多视投影校正，得到序列多视影像，实现方式如下，

首先，采用等矩形投影球形全景模型，将原始输入的360度全景影像转换至三维全景球空间；所述等矩形投影球形全景模型，是对全景影像三维球面模型和二维平面转换，建立三维球面、球面纹理和二维全景平面之间的转换关系；