[发明专利]一种基于室内空间布局约束的场景模型补全方法

权利要求书

1.一种基于室内空间布局约束的场景模型补全方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)、三维模型预处理；

使用超体素分割的方法对通过稠密重建系统得到的室内稠密三维模型进行预处理，生成超体素；

步骤(2)、平面检测检测及建筑主体结构平面提取；

在超体素分割后的室内稠密三维模型上使用RANSAC平面提取算法进行三维空间中的平面预提取，将三维空间中平面面积大于设定阈值的平面提出，建立带有空间几何约束的能量函数，空间几何约束中使用垂直和平行的几何约束，通过求解能量函数得出三维空间的建筑主体结构平面；同时将非平面的物体部分，按照空间邻接关系进行彼此分割；

此时室内空间共含有室内主体平面，除室内主体平面外的其他平面以及室内物体三个部分；

步骤(3)、室内空间布局估计；

通过建筑主体结构平面参数，计算地板和墙壁之间的交点，建筑主体中的地板与所有墙壁正交，因此两个相邻墙壁和地板之间的交点被视为场景模型中的角点，然后通过高斯消元法来计算三个非平行平面之间交点；最后根据三维室内模型中的角点绘制出室内空间布局；

步骤(4)、孔洞检测；

分别在建筑主体结构平面，其他平面和空间物体上进行孔洞识别，在其他平面和空间物体部分中，直接检测孔洞；在建筑主体结构平面中，在室内空间布局的约束下进行孔洞检测；

步骤(5)、孔洞补全；

将室内稠密三维模型中每个物体上孔洞的周围都建立一个三维边界框B_H，该三维边界框B_H为每个孔洞在每个坐标方向像外扩展20％建立的，然后在每个扩展的三维边界框B_H内求解双调和方程，最终求该边界框内的零等值面，在孔洞边界处沿零等值面不断生成mesh，完成每个物体的孔洞补全；在对该场景模型中的平面模型进行补全时，在平面方程的约束下，将求解的双调和方程与平面检测得到的平面方程进行加权融合，进而得到一个更加鲁棒的平面补全结果；最终完成室内场景模型孔洞的补全。

2.根据权利要求1所述的一种基于室内空间布局约束的场景模型补全方法，其特征在于，步骤(1)具体方法如下；

使用超体素分割的方法对通过稠密重建系统得到的室内稠密三维模型进行预处理，首先在空间中根据空间距离均匀的选取种子点，然后通过在有邻接关系的限制下的迭代k均值聚类算法进行超体素聚类。