基于建筑三维模型的移动智能终端建筑物快速识别方法技术

本发明专利技术公开了基于建筑三维模型的移动智能终端建筑物快速识别方法，计算机图形图像学领域；首先，从N个预设方位获取的建筑三维模型的图像，并获取所述图像的直方图信息、特征信息和地理位置信息；然后，获取智能终端相机的拍摄图像，获取智能终端的拍摄方位，获取智能终端的地理位置信息；最后，根据拍摄图像和候选建筑物，进行建筑物识别，筛选出相似度最高的候选建筑物为目标建筑物。本发明专利技术以城市三维模型为建筑图像来源，结合空间位置和图像识别方式，实现了在移动设备相机中快速自动识别建筑物，解决了当前建筑物识别领域中源图像采集工作量大、识别效率低等问题，为将增强现实技术应用到线上线下体验、城市管理等提供了技术支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑物识别领域，特别是涉及基于建筑三维模型的移动智能终端建筑物快速识别方法。
技术介绍
现有技术一般采集建筑物的正北、正东、正南、正西四个方位的建筑物图像作为候选建筑物库，在直方图识别时，分别将拍摄图像与候选建筑物中的每个方位进行比对来识别建筑物。一方面，用户拍摄方位与上述四个方位存在夹角，造成了拍摄图像与建筑物库中的图像因拍摄角度不同，造成直方图差异变大，此时，直方图识别的阈值变低，后续采用其他特征进一步识别建筑物，计算量呈几何增长。另一方面，现有技术从差距较大的四个方位进行建筑识别，针对性弱，效率较低。此外，现有技术是通过采集建筑物照片，来获得构建建筑物特征库，而实际上，城市建筑物数量众多，通过采集照片获得建筑物特征库工作量大，难以实现。综上，现有技术直方图识别建筑物的精确度低，筛选出的样本量大，后续采用其他特征识别进一步识别目标建筑物，带来更大的计算量，并且针对性弱，效率低，并且存在照片采集工作量大的问题。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供基于建筑三维模型的移动智能终端建筑物快速识别方法。在该方法中，与目标建筑物拍摄图像比对的候选建筑物库图像的方位差异小，提高直方图识别精度，设置较优的直方图识别阈值，减少候选建筑物的数量，降低后续识别的计算量。本专利技术直方图识别精度高，整体建筑物识别效率高、速度快。为实现上述目的，本专利技术提供了基于建筑三维模型的移动智能终端建筑物快速识别方法，包括如下步骤：步骤S1、从N个预设方位获取的建筑三维模型的图像Fi，获取所述图像Fi的直方图信息Hisi，并提取所述图像Fi的特征信息，获取所述建筑物三维模型的地理位置信息；所述N为自然数且N≥8，所述i＝1,2,3,...,N，所述为预设方位的方位角，所述θi为预设方位的俯仰角；步骤S2、获取智能终端相机的拍摄图像，获取智能终端的拍摄方位获取智能终端的地理位置信息；所述为方位角，所述θphoto为俯仰角；步骤S3、筛选出基于所述地理位置信息的预定区域内的候选建筑物；步骤S4、根据所述拍摄方位V，提取每个所述候选建筑物的M个相邻预设方位的直方图信息Hisj；提取所述拍摄图像的直方图信息Hisphoto，获取Hisphoto和Hisj的相似度DHj，并求解所述候选建筑物的加权直方相似度DH；其中，所述所述M为正整数且M≥3，所述j＝1,2,...,M；所述S(1，2，...,j-1,j,j+1,...,M)为M个所述预设方位构成的几何面积，所述S(1，2，...,j-1,j+1,...,M,P)为将第j所述预设方位替换为拍摄方位V构成的几何面积；步骤S5、筛选出DH大于设定阈值DHTH的所述候选建筑物，进行特征匹配；若存在特征匹配值TZ大于设定阈值TZTH的所述候选建筑物，则识别特征匹配值TZ最大的候选建筑物为目标建筑物，所述TZ为特征匹配数据与特征总数的比值，所述TZ满足0≤TZ≤1，所述TZTH满足0≤TZTH≤1。在该技术方案中，每个候选建筑均包含多个预设方位的图像信息，根据拍摄图像的拍摄方位V提取相应的预设方位进行比对直方图信息，有效提高直方图的识别精度，有利于精确筛选出待候选建筑物，有利于降低后续特征匹配计算量，提高建筑物识别速度。此外，在步骤S4中，根据相邻预设方位与拍摄方位V构成的几何形状，对各个直方图相似度DHj确定加权，获得加权相似度DH。在该方案中，DHj的加权值设计满足物理规律，所获得的加权相似度DH能够很好地满足直方相似度判定，同时，计算简单、快速。此外，在该技术方案中，结合各个城市建设的城市三维模型，并作为建筑物图像识别的基础图库，进行建筑物图像识别节约实地对各个图像进行拍摄采集所耗费的时间和费用。此外，现有技术采用照片来构建建筑物特征库，还不存在通过三维模型提取建筑物特征信息，然而，采用照片构建建筑物特征库数据量大，构建一个城市的建筑物比对图库工作量是非常大的。现有技术并没有通过城市三维模型进行特征物识别的相关技术。而采用城市三维模型来构建特征库，操作简单，只需对三维模型库的建筑物进行特征提取获得建筑物特征库即可。同时，在本专利技术中，从模型库中可以直接提取任意一个建筑的方位图像作为建筑物识别的基础图库。进一步而言，所述步骤S1包括：步骤S11、构建建筑物列表，每个建筑物保存唯一标识等信息，表示为：Bi{ID，Info，Img，His，Feat，P本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于建筑三维模型的移动智能终端建筑物快速识别方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、利用建筑三维模型构建建筑图像特征库：从N个预设方位获取的建筑三维模型的图像Fi，获取所述图像Fi的直方图信息Hisi，并提取所述图像Fi的特征信息，获取所述建筑物三维模型的地理位置信息；所述N为自然数且N≥8，所述i＝1,2,3,...,N，所述为预设方位的方位角，所述θi为预设方位的俯仰角；步骤S2、获取智能终端相机的拍摄图像，获取智能终端的拍摄方位获取智能终端的地理位置信息；所述为方位角，所述θphoto为俯仰角；步骤S3、筛选出基于所述地理位置信息的预定区域内的候选建筑物；步骤S4、根据所述拍摄方位V，提取每个所述候选建筑物的M个相邻预设方位的直方图信息Hisj；提取所述拍摄图像的直方图信息Hisphoto，获取Hisphoto和Hisj的相似度DHj，并求解所述候选建筑物的加权直方相似度DH；其中，所述所述M为正整数且M≥3，所述j＝1,2,...,M；所述S(1，2，...,j‑1,j,j+1,...,M)为M个所述预设方位构成的几何面积，所述S(1，2，...,j‑1,j+1,...,M,V)为将第j所述预设方位替换为拍摄方位V构成的几何面积；步骤S5、筛选出DH大于设定阈值DHTH的所述候选建筑物，进行特征匹配；若存在特征匹配值TZ大于设定阈值TZTH的所述候选建筑物，则识别特征匹配值TZ最大的候选建筑物为目标建筑物，所述TZ为特征匹配数据与特征总数的比值，所述TZ满足0≤TZ≤1，所述TZTH满足0≤TZTH≤1。...

【技术特征摘要】
1.基于建筑三维模型的移动智能终端建筑物快速识别方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、利用建筑三维模型构建建筑图像特征库：从N个预设方位获取的建筑三维模型的图像Fi，获取所述图像Fi的直方图信息Hisi，并提取所述图像Fi的特征信息，获取所述建筑物三维模型的地理位置信息；所述N为自然数且N≥8，所述i＝1,2,3,...,N，所述为预设方位的方位角，所述θi为预设方位的俯仰角；步骤S2、获取智能终端相机的拍摄图像，获取智能终端的拍摄方位获取智能终端的地理位置信息；所述为方位角，所述θphoto为俯仰角；步骤S3、筛选出基于所述地理位置信息的预定区域内的候选建筑物；步骤S4、根据所述拍摄方位V，提取每个所述候选建筑物的M个相邻预设方位的直方图信息Hisj；提取所述拍摄图像的直方图信息Hisphoto，获取Hisphoto和Hisj的相似度DHj，并求解所述候选建筑物...

【专利技术属性】
技术研发人员：何兴富，薛梅，陈翰新，王国牛，向泽君，王俊勇，胡章杰，李响，唐相桢，李锋，王阳生，李劼，詹勇，邱月，胡颖，张艺，蓝图，刘金榜，陈光，刘局科，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：重庆市勘测院，
类型：发明
国别省市：重庆;50