基于倾斜摄影原理的室内三维建模方法及系统与流程

本公开涉及室内三维建模技术领域，特别涉及一种基于倾斜摄影原理的室内三维建模方法及系统。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

随着智慧城市、文物保护、灾害应急响应、室内导航、虚拟现实等对室内精细化三维模型的需求越来越多，如何快速有效地获取室内三维精细化模型成为了研究热点。

然而，发明人发现，由于室内空间有限且环境复杂多变，无法直接使用无人机倾斜摄影测量方式。目前，在构建室内三维模型的过程中有两种方式：一种工作人员参考原始cad图纸，在专业建模软件中建模；另一种，在没有原始cad图纸情况下，工作人员需要对室内建筑物的各个细节进行测量，进而在专业建模软件中建模，这两种方式均需要大量专业建模人员、效率低、工期长。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种基于倾斜摄影原理的室内三维建模方法及系统，用倾斜摄影测量原理构建室内三维模型，在一定程度上解决了人工室内建模效率低和工期长的问题。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种基于倾斜摄影原理的室内三维建模方法。

一种基于倾斜摄影原理的室内三维建模方法，包括以下步骤：

获取待建模的室内环境数据，得到倾斜摄影路线；

获取根据倾斜摄影路线拍摄得到的图像数据并进行预处理，得到倾斜摄影的影像坐标；

根据倾斜摄影的影像坐标以及室内像控点坐标进行空中三角测量，对倾斜摄影测量的空中三角测量结果进行纠正；

基于空中三角测量结果提取连接点，并构建不规则三角网，基于不规则三角网进行建筑物模型重建，得到室内三维模型。

作为可能的一些实现方式，室内像控点包括位于地面的多个像控点和位于各个墙面的像控点。

作为进一步的限定，墙面和地面布设相同个数的像控点。

作为进一步的限定，墙面和地面分别均匀的布设多个数的像控点，根据墙面的面积大小布设个数的像控点。

作为可能的一些实现方式，倾斜摄影路线上所拍摄影像的重叠度大于或等于60％，且拍摄影像能覆盖整个室内空间。

作为可能的一些实现方式，对图像数据并进行预处理，包括：剔除曝光过度和成像模糊的影像，并对剔除影像的位置获取补拍图像。

作为可能的一些实现方式，布设的像控点坐标按照要求数据格式进行处理，利用处理后的像控点坐标对倾斜摄影的空中三角测量结果进行纠正。

本公开第二方面提供了一种基于倾斜摄影原理的室内三维建模系统。

一种基于倾斜摄影原理的室内三维建模系统，包括：

数据获取模块，被配置为：获取待建模的室内环境数据，得到倾斜摄影路线；

图像处理模块，被配置为：获取根据倾斜摄影路线拍摄得到的图像数据并进行预处理，得到倾斜摄影的影像坐标；

空中三角测量校正模块，被配置为：根据倾斜摄影的影像坐标以及室内像控点坐标进行空中三角测量，对倾斜摄影测量的空中三角测量结果进行纠正；

三维模型构建模块，被配置为：基于空中三角测量结果提取连接点，并构建不规则三角网，基于不规则三角网进行建筑物模型重建，得到室内三维模型。

本公开第三方面提供了一种介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的基于倾斜摄影原理的室内三维建模方法中的步骤。

本公开第四方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第一方面所述的基于倾斜摄影原理的室内三维建模方法中的步骤。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

1、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，用倾斜摄影测量原理构建室内三维模型，在一定程度上解决了人工室内建模效率低和工期长的问题，整个过程无需手动测量建筑物室内细节数据，简化了数据采集过程，提高了室内三维建模的效率，大大缩短了工期。

2、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，减少了人为测量室内建筑物各个细节的过程，通过利用倾斜摄影原理获取室内建筑物影像，借助于三维建模系统可以全自动快速的得到室内建筑物三维模型，建模速度快、工期短。

3、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，借助于墙面控制点和地面控制点，校正倾斜摄影的空三结果，改善了空三处理结果，提高了室内建筑物建模精度。

4、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，借鉴倾斜摄影的原理，可以快速、大面积的获取室内建筑物的各个细节，比人工测量提高了效率，非常明显的节约了工期。

5、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，利用全自动三维建模系统，可以快速、自动化的进行室内建筑物模型的重建，提高效率，并能最大程度的还原建筑物纹理的真实情况。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1提供的基于倾斜摄影的室内三维建模方法的流程示意图。

图2为本公开实施例1提供的测区内墙面控制点和地面控制点的布设示意图。

图3为本公开实施例1提供的测区内进行倾斜摄影的拍摄路线示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

如图1、图2和图3所示，本公开实施例1提供了一种基于倾斜摄影原理的室内三维建模方法，利用相机模拟倾斜摄影测量的方式进行影像获取，然后对影像数据进行匹配、空中三角测量，最终利用三维建模系统进行自动化室内建筑物模型重建。整个过程无需手动测量建筑物室内细节数据，简化了数据采集过程，提高了室内三维建模的效率，大大缩短了工期。

具体的，包括以下步骤：

s1：在室内分别布设墙上像控点和地面像控点，墙上像控点均匀布设在室内各个墙面上，每个墙面布设4个点，地面像控点均匀布设地面上，布设4个像控点。

可以理解的，如果室内空间比较大，可根据实际情况增加像控点数量，具体的像控点的数量可以根据具体的墙面或地面的面积大小或者相对大小进行设置，这里不再赘述。

s2：在室内设计一定拍摄路线，拍摄路线设计原则如下：保证所拍摄影像有不小于60％的重叠度、拍摄影像能覆盖整个室内空间；

s3：按照s2设计的路线进行室内倾斜摄影测量；

s4：对s3拍摄的影像进行质量检查，剔除曝光过度、成像模糊的影像，并对剔除影像的位置进行补拍；

s5：对s1中布设的像控点坐标按照要求数据格式进行整理，并导入到三维建模系统中；

s6：将像控点坐标和倾斜摄影的影像坐标进行空中三角测量，对倾斜摄影测量的空中三角测量进行纠正；

s7：基于空中三角测量成果提取连接点，并构建不规则三角网；

s8：基于不规则三角网进行建筑物模型重建，并进行纹理贴图，至此构建完室内三维模型。

通过采用上述技术方案，减少了人为测量室内建筑物各个细节的过程；通过利用倾斜摄影原理获取室内建筑物影像，借助于三维建模系统可以全自动快速的得到室内建筑物三维模型；建模速度快、工期短。

实施例2：

本公开实施例2提供了一种基于倾斜摄影原理的室内三维建模系统，包括：

数据获取模块，被配置为：获取待建模的室内环境数据，得到倾斜摄影路线；

图像处理模块，被配置为：获取根据倾斜摄影路线拍摄得到的图像数据并进行预处理，得到倾斜摄影的影像坐标；

空中三角测量校正模块，被配置为：根据倾斜摄影的影像坐标以及室内像控点坐标进行空中三角测量，对倾斜摄影测量的空中三角测量结果进行纠正；

三维模型构建模块，被配置为：基于空中三角测量结果提取连接点，并构建不规则三角网，基于不规则三角网进行建筑物模型重建，得到室内三维模型。

所述系统的工作方法与实施例1提供的基于倾斜摄影原理的室内三维建模方法相同，这里不再赘述。

实施例3：

本公开实施例3提供了一种介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开实施例1所述的基于倾斜摄影原理的室内三维建模方法中的步骤，所述步骤为：

s1：在室内分别布设墙上像控点和地面像控点，墙上像控点均匀布设在室内各个墙面上，每个墙面布设4个点，地面像控点均匀布设地面上，布设4个像控点。

可以理解的，如果室内空间比较大，可根据实际情况增加像控点数量，具体的像控点的数量可以根据具体的墙面或地面的面积大小或者相对大小进行设置，这里不再赘述。

s2：在室内设计一定拍摄路线，拍摄路线设计原则如下：保证所拍摄影像有不小于60％的重叠度、拍摄影像能覆盖整个室内空间；

s3：按照s2设计的路线进行室内倾斜摄影测量；

s4：对s3拍摄的影像进行质量检查，剔除曝光过度、成像模糊的影像，并对剔除影像的位置进行补拍；

s5：对s1中布设的像控点坐标按照要求数据格式进行整理，并导入到三维建模系统中；

s6：将像控点坐标和倾斜摄影的影像坐标进行空中三角测量，对倾斜摄影测量的空中三角测量进行纠正；

s7：基于空中三角测量成果提取连接点，并构建不规则三角网；

s8：基于不规则三角网进行建筑物模型重建，并进行纹理贴图，至此构建完室内三维模型。

实施例4：

本公开实施例4提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开实施例1所述的基于倾斜摄影原理的室内三维建模方法中的步骤，所述步骤为：

s1：在室内分别布设墙上像控点和地面像控点，墙上像控点均匀布设在室内各个墙面上，每个墙面布设4个点。地面像控点均匀布设地面上，布设4个像控点。

可以理解的，如果室内空间比较大，可根据实际情况增加像控点数量，具体的像控点的数量可以根据具体的墙面或地面的面积大小或者相对大小进行设置，这里不再赘述。

s2：在室内设计一定拍摄路线，拍摄路线设计原则如下：保证所拍摄影像有不小于60％的重叠度、拍摄影像能覆盖整个室内空间；

s3：按照s2设计的路线进行室内倾斜摄影测量；

s4：对s3拍摄的影像进行质量检查，剔除曝光过度、成像模糊的影像，并对剔除影像的位置进行补拍；

s5：对s1中布设的像控点坐标按照要求数据格式进行整理，并导入到三维建模系统中；

s6：将像控点坐标和倾斜摄影的影像坐标进行空中三角测量，对倾斜摄影测量的空中三角测量进行纠正；

s7：基于空中三角测量成果提取连接点，并构建不规则三角网；

s8：基于不规则三角网进行建筑物模型重建，并进行纹理贴图，至此构建完室内三维模型。

本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。