基于三角网内插及约束的文物序列影像精细三维重建方法技术

本发明专利技术公开了基于三角网内插及约束的文物序列影像精细三维重建方法，包括：步骤一、采集文物序列影像；步骤二、在序列影像间进行同名点匹配；步骤三、获得每张影像的位置与姿态参数；步骤四、立体像对中，对左影像以Harris分格网提取特征点并应用Fostner算子进行精确定位，在右影像上搜索匹配对应同名点建立均匀分布的同名点，以上述同名点作为种子点构建同名狄罗尼三角网，通过对三角形重心点不断内插匹配，得到文物影像高密度同名点；提取左影像边缘特征得到边缘点，在立体像对中匹配出边缘信息同名点；步骤五、根据影像的位置与姿态参数，将文物影像高密度同名点进行密集点重建；步骤六、以文物的三维点云作为参考，实现绝对定向，获得精细三维模型。

Fine 3D reconstruction of cultural relic sequence based on interpolation and constraint of triangulation

The invention discloses a cultural relic image sequence fine 3D reconstruction method, triangulation interpolation based on constraints and comprises the steps of: collecting artifacts, image sequence; step two, the image sequence between the corresponding point matching; position and attitude parameters of step three, for each image; step four, stereo pair, on the left the image with a Harris grid feature extraction and accurate positioning with Fostner operator in the right image search matching corresponding points to establish corresponding points evenly distributed, with the same point as the name Dironi triangulation seed point, based on the triangle center point continuous interpolation, get the cultural image of high density points; the left image edge feature extraction to get edge points in stereo matching edge information points; step five, according to the location of the image and attitude parameters, The dense point reconstruction of the high density and naming points of cultural relics is reconstructed. Step six, with the three-dimensional point cloud of cultural relics as reference, achieve the absolute orientation and get the fine three-dimensional model.

【技术实现步骤摘要】
基于三角网内插及约束的文物序列影像精细三维重建方法
本专利技术属于摄影测量和激光雷达
，涉及一种基于三角网内插及约束的文物序列影像精细三维重建方法。
技术介绍
现实世界客观对象的三维信息更能直观、有效的表达被测对象的环境及属性，随着三维重建技术在速度和精度等方面的不断提高，其方法被广泛应用于测绘、城市规划、医学、军事、文化遗产数字化保护等领域。测绘行业应用三维重建技术生成数字地面模型、数字城市模型等，应用于数据展示、数据更新、信息管理等方面；城市规划建设管理中城市三维重建对于空间分析的需求、展示城市的景观风貌、城市建筑物的动态监测、减少决策失误具有重要意义；军事上可进行测绘导航、构建虚拟战场、提供精确地理信息、建立真实、可量测的三维模型，在目标定位、地形可视化等方面具有重要意义；在医学中CT三维重建促使从横断层到多面层乃至立体的飞跃，使传统的抽象表达到现实直观形象表示，诊断的准确性大幅度提高；在文化遗产数字化保护方面，三维重建是数字化的重要内容，它可记录文物形与色的详细信息进行存档、开展病害调查，同时指导文物的虚拟修复，而观察者可以多角度、更为全面的浏览。目前文物部门对数字化的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于三角网内插及约束的文物序列影像精细三维重建方法，其特征在于，包括：步骤一、利用相机采集文物的序列影像；步骤二、在所述序列影像间进行同名点匹配，得到序列影像定向用同名点；步骤三、首先利用所述同名点解算获得每张影像的定向参数，之后以所述影像定向参数作为初值，通过光束法平差，获得每张影像的位置与姿态参数；步骤四、序列影像中立体像对的密集匹配：在立体像对中，对左影像以Harris分格网提取特征点并应用Fostner算子进行精确定位，在右影像上搜索匹配对应同名点建立均匀分布的同名点，以均匀分布的同名点作为种子点构建同名狄罗尼三角网，通过对三角形重心点不断内插匹配，不断增加匹配的同名点，得到文物影...

【技术特征摘要】
1.一种基于三角网内插及约束的文物序列影像精细三维重建方法，其特征在于，包括：步骤一、利用相机采集文物的序列影像；步骤二、在所述序列影像间进行同名点匹配，得到序列影像定向用同名点；步骤三、首先利用所述同名点解算获得每张影像的定向参数，之后以所述影像定向参数作为初值，通过光束法平差，获得每张影像的位置与姿态参数；步骤四、序列影像中立体像对的密集匹配：在立体像对中，对左影像以Harris分格网提取特征点并应用Fostner算子进行精确定位，在右影像上搜索匹配对应同名点建立均匀分布的同名点，以均匀分布的同名点作为种子点构建同名狄罗尼三角网，通过对三角形重心点不断内插匹配，不断增加匹配的同名点，得到文物影像高密度同名点；步骤五、根据步骤三中得到的所述每张影像的位置与姿态参数，将所述文物影像高密度同名点进行密集点重建，构建文物影像精细点云；步骤六、以所述文物的三维点云作为参考，通过坐标系之间的空间相似变换实现所述文物影像精细点云的绝对定向，使文物影像精细点云具有实际大小和尺度，获得文物序列影像的精细三维模型。2.如权利要求1所述的基于三角网内插及约束的文物序列影像精细三维重建方法，其特征在于，所述步骤三中，具体包括如下步骤：3.1)将步骤二中得到的所述同名点，通过相对定向直接解结合严密解的方法获得初始立体像对的相对位置与姿态参数，同时对所述同名点应用前方交会解算其三维坐标；3.2)将初始立体像对的二维同名点与其前方交会的三维点之间建立索引关系，并根据第二三张影像的同名点，确定初始立体像对三维点P与第三张影像之间同名的二维点p，之后将提取的三维点集P与同名二维点集p对第二像对的右影像采用基于共线方程的改进丹麦法选权迭代法进行空间后方交会得到右影像的空间位置与姿态，然后按照上述相同方法进行下一立体像对影像的二三维索引建立、二三维同名点确定及后续影像的定向，得到各个影像的位置与姿态初始值；3.3)以所述各个影像的位置与姿态初始值作为光束法平差的初值，以共线方程为数学模型进行自由网光束法平差，利用Levenberg-Marquardt(LM)算法解求定向参数与SIFT+最小二乘匹配点对应的三维点，以获得所述每张影像的位置与姿态参数。3.如权利要求1或2任一所述的基于三角网内插及约束的文物序列影像精细三维重建方法，其特征在于，所述步骤四中，具体包括如下步骤：4.1)按照一定步长对每张影像进行格网划分，根据Harris特征提取计算窗口中各个像素点的兴趣值，以窗口中兴趣值的极值点作为特征点并应用Fostner算子进行精确定位，在立体像对的左影像上建立均匀分布的特征点；4.2)首先利用影像定向中立体像对间的所述同名点，计算单应矩阵参数，将立体像对中左影像上的所述特征点按照一一对应关系单应变换到右影像上，把单应变换点作为特征点所对应同名点...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡春梅，夏国芳，张旭，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京,11