[发明专利]一种基于曼哈顿假设的场景重建方法

摘要

本发明公开一种基于曼哈顿假设的场景重建方法。该方法基于曼哈顿假设的方案给出了精确的运动估计；首先估计记录帧的所有3D点的法线方向；然后通过PCA估计出三个主要正交平面的法向量方向。由于是通过所有深度点来估计平面的法向量，随机噪声被极大的滤除，使得估计的法向量十分准确；通过每个像素点在三维坐标中的位置进一步确定主平面坐标；最后，通过由平面坐标和法向量获取的变换矩阵来估计相机的姿态，并利用每一帧图像的相机姿态拼接出场景三维模型。由于本发明的平面信息是由大量点计算得到，因此比只有单个点的特征点方法更具有鲁棒性。

主权项

一种基于曼哈顿假设的场景重建方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1)、通过深度相机拍摄采集获得室内场景的图像序列，计算图像中每个像素点法向量；步骤(2)、通过建立球面坐标进行法向量统计，从所有像素点的法向量中提取出近似主平面法向量的法向量集合；步骤(3)、根据近似主平面法向量的法向量集合中的所有法向量，利用主成分分析法提取这些法向量中的主要方向，得到相互正交的主平面法向量；步骤(4)、获取每个像素点3D坐标在上述主平面法向量上的投影位置，然后利用投影位置提取主平面在法向量上的位置；步骤(5)、根据上述步骤得到的主平面法向量与主平面在法向量上的位置信息，计算得到相机姿态变换矩阵；并通过每一帧的相机姿态变换矩阵与所有像素点的3D坐标进行场景的重建。