[发明专利]室内环境三维地图制作方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及建模领域，尤其涉及一种室内环境三维地图制作方 法及装置。

背景技术

随着互联网、移动通信、移动定位以及智能移动终端的普及与 应用，位置服务已成为构建智慧城市、实现智能交通、应急自然灾 害、体现公众服务等的重要基础支撑。从技术层面出发，位置服务 的提供主要依赖于地图的建立。近几年来，随着计算机技术，特别 是计算机图形学、网络、多媒体、虚拟现实技术、三维仿真技术的 快速发展，地图正在向三维化方向发展。

针对室内环境的位置服务，现有技术提供了多种室内环境三维 地图的建立方法。现有技术通常通过如下原理建立室内环境三维地 图：首先，通过摄像机采集室内环境图像，其次，对室内环境图像 进行特征提取和帧图像匹配，最后，根据特征提取的结果和帧图像 匹配的结果进行三维建模。

然而，由于现有技术制作室内环境三维地图的过程中，在特征 提取时，只考虑到了室内环境的二维图像特征，而没有考虑到室内 环境的深度特征，导致最终得到的地图环境表达能力弱，可视化效 果较差。

发明内容

本发明提供了一种室内环境三维地图制作方法及装置，能够结 合室内环境的深度特征制作三维地图，从而保证制作出的三维地图 环境表达能力强，具有更好的可视化效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种室内环境三维地图制作方 法，所述方法包括：

通过三维视觉传感器采集室内环境图像，所述室内环境图像包 括彩色图像和深度图像，并将所述深度图像转化为点云数据；

从所述彩色图像和所述深度图像提取特征矢量，根据所述特征 矢量确定所述室内环境图像的关键帧图像；

结合所述点云数据计算所述关键帧图像之间的变换参数；

根据所述关键帧图像之间的变换参数将所述关键帧图像联结起 来，生成所述室内环境的三维点云地图，根据所述三维点云地图制 作室内环境三维地图。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面第一种可能的实 施方式，其中，从所述彩色图像和所述深度图像提取特征矢量，包 括：

从所述彩色图像和所述深度图像分别提取256位的二进制独立 特征BRIEF(BinaryRobustIndependentElementaryFeatures，二进 制独立特征)，对提取到的所述256位的BRIEF进行拼接操作，得 到512位的BRIEF，将所述512位的BRIEF作为提取到的特征矢量。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面第二种可能的实 施方式，其中，根据所述特征矢量确定所述室内环境图像的关键帧 图像，包括：

根据所述特征矢量计算所述室内环境图像的当前帧图像与前一 帧关键帧图像之间的匹配参数，当所述匹配参数满足预设条件时， 确定所述当前帧图像为所述室内环境图像的关键帧图像：

其中，所述匹配参数包括以下至少之一：所述当前帧图像与所 述前一帧关键帧图像之间的匹配度；所述当前帧图像与所述前一帧 关键帧图像之间的采集时间间隔；

所述预设条件包括以下至少之一：所述当前帧图像与所述前一 帧关键帧图像之间的匹配度小于预设匹配度阈值；所述当前帧图像 与所述前一帧关键帧图像之间的采集时间间隔大于预设时间间隔阈 值。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面第三种可能的实 施方式，其中，结合所述点云数据计算所述关键帧图像之间的变换 参数，包括：

采用RANSAC(RandomSampleConsensus，随机抽样一致) 算法对所述关键帧图像进行计算，得到所述关键帧图像之间的初始 变换参数；

以所述初始变换参数为依据，采用ICP(Iterativeclosestpoint， 迭代最近点)算法对所述点云数据进行计算，得到所述关键帧图像 之间的精确变换参数，将所述精确变换参数作为所述关键帧图像之 间的变换参数。

结合第一方面上述实施方式，本发明实施例提供了第一方面第 四种可能的实施方式，其中，在结合所述点云数据计算所述关键帧 图像之间的变换参数之后，还包括：

对所述关键帧图像进行闭环检测，当检测到存在闭环点时，利 用G2O(GeneralGraphOptimization，通用图优化)算法对所述关 键帧图像之间的变换参数进行优化，将优化后的所述变换参数确定 为所述关键帧图像之间的变换参数。