[发明专利]一种基于垂直平面和垂直线的轻量级室内建模方法

权利要求书

1.一种基于垂直平面和垂直线的轻量级室内建模方法，其特征在于包括以下步骤，

A、提取场景中的垂直平面，通过区域分割和地理配准建立场景的基于平面的模型，并使用合并优化算法对模型进行优化，以获得具有场景信息的完整的基于平面的模型；

B、建立空间垂直线模型，利用摄像机的姿态角对图像进行校正，并在滤波处理后提取出空间垂直线；同名直线通过DTW算法进行匹配，并通过卡尔曼滤波器进行跟踪；基于平面模型计算垂直线在空间中的位置，然后建立基于线的模型；

C、生成由垂直平面和线组成的混合模型。

2.如权利要求1所述的基于垂直平面和垂直线的轻量级室内建模方法，其特征在于：步骤A中，区域分割和地理配准包括以下步骤，

A11、将大场景分为多个局部场景，分别在每个局部场景中检测和投影平面，并创建单个区域的模型；在每个局部场景中记录两个标记点，并在局部场景中的世界坐标系Ow中记录它们的坐标；

A12、计算局部模型与局部场景之间的变换矩阵，得到局部场景之间的相对位置关系；最后将多个局部平面模型校准为全局平面模型。

3.如权利要求2所述的基于垂直平面和垂直线的轻量级室内建模方法，其特征在于：步骤A中，对模型进行优化包括以下步骤，

A21、设所有垂直平面仅以指定的角度数出现，并将这些角度定义为参考方向；平面模型中不满足这些角度的线段围绕中心点旋转到最近的参考方向，并且如果它与所有参考方向相差超过阈值，则将其丢弃；

A22、在满足以下三种任意一种条件时，对相邻线段进行合并，直到基于平面的模型中的所有线段都不满足合并条件；

(1)、线段状态为

合并条件为

(2)、线段状态为

合并条件为

(3)、线段状态为

合并条件为

其中，a、b、c、d为线段在X_G轴轴上的端点，是与之对应的正交投影点，是X_G轴上允许合并的最大距离，和代表Y_G轴上线段正交投影端点相距最远的两个点，是Y_G轴上允许合并的最大距离，θ_MAX表示允许合并最大方向差。

4.如权利要求3所述的基于垂直平面和垂直线的轻量级室内建模方法，其特征在于：步骤B中，空间垂直线的提取包括以下步骤，

B11、使用单应矩阵H将图像校正为垂直状态，并对校正后的图像使用Sobel算子进行边缘滤波；

B12、利用滤波后的图像直方图得到图像坐标系中空间垂直线的坐标为u_ver，将校正后的图像的中心点O的位置计算为(u_calib，v_calib)，垂直线与相机中心和平面组成的平面之间的夹角Y_WO_WZ_W为，

B13、计算垂直线在空间中的位置。