通过多尺度体素哈希处理的三维表示制造技术

一种用于构建三维(3D)稀疏点图的多尺度体素表示的系统和方法。所述方法包括：提供3D稀疏点图；从3D稀疏点图接收3D点的坐标；将3D点的坐标转换为整数坐标；以及当整数坐标未被哈希表的任何体素条目包含时：以尺度级别0来创建新单位体素，尺度级别0是最小体素尺寸；使用整数坐标计算哈希值；将新单位体素插入哈希表中；以及沿整数坐标的至少一个轴将新单位体素与相邻体素合并，以获得3D稀疏点图的多尺度体素表示。

Three-dimensional representation by multi-scale voxel hashing

【技术实现步骤摘要】
通过多尺度体素哈希处理的三维表示交叉引用在本公开的说明书中引用和讨论了一些参考文献，其可以包括专利、专利申请和各种出版物。提供这些参考文献的引用和/或讨论仅仅是为了阐明本公开的描述，而不是承认任何这样的参考文献是对本文所述公开内容的“现有技术”。本说明书中引用和讨论的所有参考文献通过引用整体并入本文中，相当于每篇参考文献通过引用被单独并入本文中。
本公开一般涉及三维(3D)重建，并且更具体地涉及针对移动增强现实(AR)使用多尺度体素哈希处理来进行高效三维表示的系统和方法。
技术介绍
本文中提供的背景描述是为了总体上呈现本公开的上下文。目前署名的专利技术人就本
技术介绍
部分中描述的程度所做的工作以及在提交时本来可以不具有现有技术资格的描述方面，既不明确地也不暗示地被认为是针对本公开的现有技术。增强现实(AugmentedReality，AR)是物理真实世界环境的直接或间接的实时取景，所述物理真实世界环境的元素由计算机生成的感知信息(理想地跨越多个感觉形态，包括视觉、听觉、触觉、体感和嗅觉)“增强”。移动AR技术使用移动电话的相机及其显示器来提供周围物理环境的实时取景，然后所述周围物理环境本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用计算设备来构建三维3D点图的多尺度体素表示的方法，所述方法包括：在坐标空间中提供3D点图，所述坐标空间具有x轴、y轴和z轴；从所述3D点图接收3D点的坐标；将所述3D点的坐标转换为整数坐标；将所述整数坐标与哈希表中的体素条目进行比较；以及在确定所述整数坐标不被所述哈希表中的任何体素条目包含时：创建新单位体素，所述新单位体素的三个维度中的每一个维度分别具有单位长度，所述单位长度对应于所述整数坐标沿所述坐标空间的轴的一个整数单位；使用所述整数坐标计算哈希值；将所述新单位体素插入所述哈希表中；以及沿所述坐标空间的至少一个轴将所述新单位体素与相邻体素合并，以获得所述3D点图的多尺度体素表示...

【技术特征摘要】
2018.06.15 US 16/009,3561.一种使用计算设备来构建三维3D点图的多尺度体素表示的方法，所述方法包括：在坐标空间中提供3D点图，所述坐标空间具有x轴、y轴和z轴；从所述3D点图接收3D点的坐标；将所述3D点的坐标转换为整数坐标；将所述整数坐标与哈希表中的体素条目进行比较；以及在确定所述整数坐标不被所述哈希表中的任何体素条目包含时：创建新单位体素，所述新单位体素的三个维度中的每一个维度分别具有单位长度，所述单位长度对应于所述整数坐标沿所述坐标空间的轴的一个整数单位；使用所述整数坐标计算哈希值；将所述新单位体素插入所述哈希表中；以及沿所述坐标空间的至少一个轴将所述新单位体素与相邻体素合并，以获得所述3D点图的多尺度体素表示。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述合并的步骤包括：确定三个相邻m级体素，其中所述三个相邻m级体素与新m级体素位于相同的平面，所述三个相邻m级体素和所述新m级体素属于相同的均一m+1级体素，所述m级体素和所述新m级体素中的每一个的最长维度的长度为2m单位，并且所述均一m+1级体素的所有三个维度的长度均为2m+1单位；以及当所述三个相邻m级体素在哈希表中可得到时：将所述新m级体素和所述三个相邻m级体素组合以形成新m+1级体素，所述新m+1级体素的最长维度的长度为2m+1单位；将所述新m+1级体素添加到所述哈希表；以及从所述哈希表中删除所述三个相邻m级体素和所述新m级体素，其中m是0到9范围内的整数，并且所述新m+1级体素的密度是所述新m级体素和所述三个相邻m级体素的密度之和。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述3D点的整数坐标是(xi，yi，zi)，所述均一m+1级体素与所述坐标空间的原点最接近的顶点的整数坐标是(xi/2(m+1)*2(m+1)，yi/2(m+1)*2(m+1)，zi/2(m+1)*2(m+1))，并且所述xi/2(m+1)，yi/2(m+1)，zi/2(m+1)中的每一个是整数除法。4.根据权利要求3所述的方法，其中，沿由所述x轴和所述y轴定义的xy平面、由所述y轴和所述z轴定义的yz平面、由所述x轴和所述z轴定义的xz平面顺序地尝试所述合并的步骤。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述3D点图是3D稀疏点图。6.根据权利要求1所述的方法，其中，通过将所述3D点的坐标与缩放比例整数相乘，将所述3D点的坐标转换为整数坐标。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述3D点的整数坐标是(xi，yi，zi)，以及将所述整数坐标与哈希表中的体素条目进行比较的步骤包括：使用(xi/2h*2h，yi/2k*2k，zi/21*21)计算哈希值；以及将所述整数坐标(xi，yi，zi)与由所述哈希值索引的(h，k，l)级体素条目的坐标进行比较，以确定所述整数坐标(xi，yi，zi)是否被由所述哈希值索引的任何一个所述(h，k，l)级体素条目包含，其中h，k，l分别是沿所述x轴、y轴、z轴的尺度级别。8.根据权利要求1所述的方法，其中，使用以下公式计算所述哈希值：其中，(xi，yi，zi)是所述3D点的整数坐标，p1、p2和p3是大质数，是异或运算，n是所述哈希表中的槽的数量。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述哈希表中的每个体素条目的形式为{xi，yi，zi，lx，ly，lz，d}，其中，xi、yi、zi是体素的代表性顶点的整数坐标，lx、ly和lz是沿x、y和z方向的尺度级别，d是对应体素条目的密度。10.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所述3D点图与场景的真实世界坐标对齐。11.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过以下步骤检测并避免3D模型和所述3D点图的冲突：将所述3D模型转换为3D表示，所述3D表示包括体素表示、边界框表示和边界球表示；以及确定所述3D模型的3D表示是否与所述3D点图的多尺度体素表示重叠。12.根据权利要求1所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐毅，
申请(专利权)人：北京京东尚科信息技术有限公司，京东美国科技公司，
类型：发明
国别省市：北京,11