一种基于单视图几何原理的室内环境重构方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于单视图几何原理的室内环境重构方法，包括：标定点和标定线段的选择与测量，单视图图像采集，室内物体高度和脚点的确定。与现有技术相比，本发明本发明对室内环境中的所有物体进行三维数据信息的提取，在保证一定精度的前提下减少了对室内环境信息数据的人为手工测量，节约了大量的时间和精力，提高了工作效率，解决了对室内环境进行合理快速重构的技术问题，进而基于射线跟踪算法利用重构的环境信息数据可以有效地对室内环境电波传播特性进行分析。
【专利说明】一种基于单视图几何原理的室内环境重构方法【技术领域】
[0001]本发明属于电磁仿真与图像处理结合领域，具体涉及单视图几何原理和射线跟踪算法，用于获取室内环境中物体的三维坐标信息和室内信道参数预测，特别是一种基于单视图几何原理的室内环境重构方法。
【背景技术】
[0002]自20世纪90年代中期以来，无线移动通信一直处于爆炸式的增长过程中。随着无线移动用户的急剧增加，原有的移动通信系统的容量已经显得十分拥挤了，再加上对新业务、新功能的需求，都极大的推动了移动通信的发展，在这种背景下，信道的通信质量受到越来越多的关注。由于室内无线信道的基本特征影响甚至决定着信号的传输过程和信道参数结果，信道性能的好坏直接影响着人们的通信质量。
[0003]近几年，无线通信服务在室内场景得到了广泛的应用，建立一个准确的电波传播模型就显得尤为重要。一些基于射线跟踪算法并能够准确的预测多径信道下场强幅值、功率延迟和到达角等信道参数的电波传播模型已经出现在各类文献中。作为一种确定性算法，射线跟踪算法需要对于所研究场景较精确的几何信息描述。
[0004]室内外环境重构对于射线跟踪算法预测室内外无线信道特性是相当重要的。对于室外环境的三维数据信息提取，一方面可以基于现有的城市数字地图，另一方面可以建立在Google Earth软件的帮助之下。然而，对于室内环境而言，因为其内部环境的复杂性，环境的三维数据信息的获取是极其繁琐和困难的。现有的方式是利用人为手段测量获取室内环境物体的三维数据信息，需要将室内环境中的物体全部进行仔细测量，效率极其低下，浪费了大量的时间和精力，而且由于人为测量带来的误差将严重的影响室内无线信道预测的精度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是要提供一种基于单视图几何原理的室内环境重构方法，以减少繁复的人为过程及测量误差，提高室内环境重构精度和效率。
[0006]为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的:
[0007]一种基于单视图几何原理的室内环境重构方法，包括下述步骤:
[0008]I)在室内水平地面上选择四个标定点，按逆时针方向分别标记为A、B、C、D，且线段AB平行于线段⑶，线段AD平行于线段BC，并测量这四个点在室内水平地面上的坐标，即A (χ^ j Y，B (x2 j Y2)，C(x3，y3)，D (χ4? yj ；
[0009]2)在室内环境中选择任一物体，将该物体垂直于水平地面的一条棱边作为标定线段，标记为EF，并测量这条标定线段的长度D2 ；
[0010]3)在保证上述标记清晰可见的前提下，利用相机采集室内环境单视图图像；
[0011]4)将步骤(3)获得的单视图图像导入MATLAB图像工具箱，读出所述四个标定点的像素值分别为 AU1' ,y/ ),B(x2' , y2' ), C(x3/ , y3' )，D(x/ , y/ ),并将这些读出像素值与步骤⑴中测量的该四个标定点的坐标A(x1; Y1), B(x2, j2) , C(x3, y3), D(x4, y4)相结合，建立各像素值(X/ ,Ii')和其实际坐标值(Xi，Yi)的关系式:.1luXi +IlrVi +/?,,.,.Λ.[0012]V ~^~^ d,2,3,4
【权利要求】
1.一种基于单视图几何原理的室内环境重构方法，其特征在于:它包括下述步骤: 1)在室内水平地面上选择四个标定点，按逆时针方向分别标记为A、B、C、D，且线段AB平行于线段⑶，线段AD平行于线段BC，并测量这四个点在室内水平地面上的坐标，即A (Xl，Yι)，B(x2，Y2)，C(x3，y3)，D(x4，y4)； 2)在室内环境中选择任一标定物体，将该标定物体垂直于水平地面的一条棱边作为标定线段，标记为EF，并测量这条标定线段的长度D2 ； 3)在保证上述标记清晰可见的前提下，利用相机采集室内环境单视图图像； 4)将步骤(3)获得的单视图图像导入MATLAB图像工具箱，读出所述四个标定点的像素值分别为 A(x/ ,y/ ),B(x2' , y2' ), C(x3/ , y3' )，D(x/ , y/ ),并将这些读出像素值与步骤⑴中测量的该四个标定点的坐标A(x1; yj , B(x2, y2), C(x3, y3), D(x4, y4)相结合，建立各像素值(x/ ,Ii')和其实际坐标值(Xi，Yi)的关系式:
【文档编号】H04B17/00GK103763047SQ201410015416
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】郭立新, 陶维, 刘忠玉, 胡晓蕾 申请人:西安电子科技大学