[发明专利]一种多次单应诱导的多平面结构物体的三维重建方法

说明书

本发明公开了一种多次单应诱导的多平面结构物体的三维重建方法，步骤包括：步骤1，对图像对的特征进行提取与匹配；步骤2，确定主平面；步骤3，对辅助平面进行估计；步骤4，对辅助平面进行校正；步骤5，确定模型平面区域，将多平面方程和其对应的内点集，由内点集在平面上构成凸集合，将该凸集合称为高置信区域；然后对所有图像进行线段检测，利用得到的线段和确定的平面间的交线来扩展高置信区域，以便确定每个平面的重建区域范围；最后对确定的每个平面纹理贴图，完成对低纹理场景的建筑物三维重建。本发明的方法，能够完成对低纹理场景的建筑物三维重建。

技术领域

本发明属于基于图像序列的建筑物三维重建技术领域，涉及一种多次单应诱导的多平面结构物体的三维重建方法。

背景技术

建筑物的三维重建是获取建筑物三维结构信息的重要手段，在城市规划、古建筑物保护、灾害监控通信设施建设和数字化城市等领域具有非常广泛的应用。如在工程估计上，对一些破损的建筑物，采用拍照重建，就可以快速地估计出修复建筑物所要的费用，提高了工程估计的高效性、灵活性和可靠性。

但是对于拍摄的建筑物场景中存在单一纹理和重复纹理的情况，现有的方法会因重建过程中所提取的特征点较少，致使重建的三维点云太过稀疏，无法很好地重构出完整的三维模型。

发明内容

本发明的目的是提供一种多次单应诱导的多平面结构物体的三维重建方法，解决了现有技术对于拍摄的建筑物场景，难以应对单一纹理和重复纹理现象，致使重建的三维点云太过稀疏，无法很好地重构出完整三维模型的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种多次单应诱导的多平面结构物体的三维重建方法，按照以下步骤实施：

步骤1，对图像对的特征进行提取与匹配；

步骤2，确定主平面；

步骤3，对辅助平面进行估计；

步骤4，对辅助平面进行校正；

步骤5，确定模型平面区域，

通过步骤3和步骤4确定模型的多平面方程P_kc，kc＝1,2,...,N_c和其对应的内点集O_kc，kc＝1,2,...,N_c，由内点集在平面上构成凸集合，将该凸集合称为高置信区域；然后对所有图像进行线段检测，利用得到的线段和确定的平面间的交线来扩展高置信区域，以便确定每个平面的重建区域范围；最后对确定的每个平面纹理贴图，完成对低纹理场景的建筑物三维重建。

本发明的有益效果是，在利用点、线特征的基础上，结合点特征和线特征的优点以确定平面区域，使用更高层次的平面特征来描述建筑物进行重建，从多平面几何结构模型特征分析解决了重建场景中平面重建不完整的问题，尤其是针对环境中存在单一纹理和重复纹理的情况，本发明算法效果更加明显。

附图说明

图1是本发明实施例的建筑物重建流程框图；

图2是本发明方法实施例的特征点中多次单应诱导平面结果，其中，图2a是图像对极几何约束剔除误匹配，图2b是图像对第一次估计单应变换内点，图2c是图像对第二次估计单应变换内点；

图3是本发明方法实施例的高置信区域扩展平面；

图4是本发明方法实施例的盒状物模型重建结果，图4a和4b分别为重建模型的不同视角展示。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1，本发明的方法，按照以下步骤实施：

步骤1，对图像对的特征进行提取与匹配，