[发明专利]一种基于深度图像的建筑物三维建模与虚拟场景生成方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于深度图像的建筑物三维建模与虚拟场景生成方法和系统，包括：计算并重建精确的三维深度数据；对多种类型来源的三维数据进行优化和转换，得到对应的高速流式点云格式的模型，进行点云配准；图像的投影变形，建立各相邻画面像素的对应关系；将点云三角化形成的三角面片连接起来，生成建筑物体表面；使用二次曲面和复杂多边形工具建模，改变二次曲面的状态，针对不规则多边形进行处理，得到建筑物三维模型；使用三维渲染接口软件导入建筑物三维模型，每隔预定时间对模型进行重新绘制和显示，从而实现不同场景下建筑物虚拟环境的构建和场景的生成，具有良好的真实感。

主权项

1.一种基于深度图像的建筑物三维建模与虚拟场景生成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取传感器与建筑物场景之间的反射光信息、空间待测物体表面散斑图像和空间建筑物之间的相对距离，据此计算并重建精确的三维深度数据；S2，对多种类型来源的三维数据进行优化和转换，得到对应的高速流式点云格式的模型，进行点云配准：首先输入原点云集和目标点云集并进行初始化，进一步确定对应的点对，求解变换矩阵R和T并计算误差，更新点云位置，判断误差是否在阈值范围内，如果在范围内，认为原点云集和目标点云集匹配，否则重新确定对应的点对进行配准；S3，图像的投影变形：取点云数据中一点为视点，将周围场景点云投影到中间面，加入可见点的深度到原始图像序列，对可见点进行投影变换，建立各相邻画面像素的对应关系；S4，点云数据进行三角化处理：首先使用生长算法构造平面三角网，然后根据平面内点的拓扑连接关系映射到空间三角网格曲面模型；S5，将点云三角化形成的三角面片连接起来，生成建筑物体表面；S6，使用二次曲面和复杂多边形工具建模，改变二次曲面的状态，针对不规则多边形进行处理，得到建筑物三维模型；S7，使用三维渲染接口软件导入建筑物三维模型，根据差值系数计算变换矩阵，结合变换矩阵对模型进行渲染，变化不同的模型位置，每隔预定时间对模型进行重新绘制和显示，从而实现不同场景下建筑物虚拟环境的构建和场景的生成。