[发明专利]一种基于图像识别的三维环境模型重构方法、设备及系统

摘要

本发明公开了一种基于图像识别的三维环境模型重构方法、设备及系统。该方法通过提取和匹配特征点，并利用特征点反投影得到像素信息，再根据像素信息进行立体匹配与迭代更新，提高三维场景重构的准确度，以为后续的施工管理提供直观、准确的参考。该设备基于上述方法运行，可在施工的全过程中利用计算机视觉三维重构进行实时建模，直观明了的还原施工现场。该系统通过安全帽采集图像，将摄像头设置在安全帽上，终端设备设置于后台，项目管理人员不需要进入施工现场就能清楚知道现场施工进度。管理人员可以在后台实时将三维重构模型与BIM中预期施工进度预期计划模型进行对照，及时发现实施中的偏差，大大提高了管理效率。

主权项

1.一种基于图像识别的三维环境模型重构方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)从截取的关于三维环境的一系列照片中找出相邻两幅图像之间的特征点及其对应关系，完成相邻两幅图像中的特征点的提取与匹配；(2)重复步骤(1)直至完成所有图像中的特征点的提取与匹配之后，将所有特征点向空间投影，得到场景稀疏点云；(3)首先将步骤(2)得到的场景稀疏点云中的每个投影点重投影到对应的图像上，得到在相应图像中对应的像素的位置信息，并对已得到位置信息的像素进行立体匹配计算，得到其对应的深度、法向量以及可信度，选取可信度最高的像素，将其对应的深度、法向量以及可信度赋予与其相邻的四个像素，得到深度、法向量以及可信度相同的五个像素；从该五个像素中随机选取一个重复上述立体匹配与赋值过程，迭代更新得到稠密点云；(4)先对步骤(3)得到的稠密点云进行德劳内三角化得到德劳内四面体，再利用稠密点云中的点的可见性信息，将德劳内四面体划分为不可见的内部与可见的外部两部分，进而在内部与外部的分界处提取出空间三角网格；(5)首先将步骤(4)得到的空间三角网格正交投影到指定的图像上，在图像上得到空间三角网格的投影网格，投影网格中包含像素p的正视图，将偏移与遮挡最小的正视图作为像素p的正图像；将像素p的正图像反投影到空间三角网格，最终得到三维环境重构模型。