一种监控实时视频与场景三维模型融合方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种监控实时视频与场景三维模型融合方法及系统，包括建立监控场景真实感三维模型，视频监控摄像机位姿计算，摄像机视频帧图像到场景三维模型映射关系计算，摄像机实时动态监控视频流传输解码至可视化客户端，动态监控视频流实时三维模型纹理映射和渲染。本发明专利技术提出了一套实时监控视频与场景三维模型无缝融合的技术方案，实现视频画面按照严密的几何关系融入到三维场景中，利用动态监控视频数据，增强了场景三维可视化表达效果，为三维实时“Video+GIS”建设提供了一种高效、可靠和可行的方法，具有成本低、可操作性强等优势，在智慧城市、公共管理、安防监控等领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种监控实时视频与场景三维模型融合方法及系统
本专利技术属于视频监控和公共安全领域，提供监控实时视频与场景三维模型融合技术方案。
技术介绍
三维场景的渲染可以真实、直观地表达客观世界，也是GIS领域和计算机视觉领域的研究热点之一。将现实世界抽象成数字三维模型，可以从各角度观察其逼真的效果，在智慧城市、公共管理、安防监控等领域具有广泛的应用。但是目前对三维场景的渲染往往侧重于模型数据的获取处理、组织表达等内容，其实时性并不高，三维模型数据生产周期又比较长，所以很难满足人们对于三维场景实时性认知的需求。近些年，“视频+GIS”的应用形式变成一个新的热点，将实时监控的视频流数据与监控场景的三维模型数据进行结合，可以很好地解决以上问题。实时监控视频流可以实时、动态地显示真实场景的变化，三维模型则能精准、真实地反映现实世界的空间特征。将实时监控视频流与被监控场景的三维模型进行实时融合，并解决好实时视频和场景三维模型在时空上的一致性，可以将不同位置、不同角度布设的多个监控视频纳入到统一空间基准的全空间三维场景中，可以实现任意位置、任意角度的监控视频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种监控实时视频与场景三维模型融合方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1，建立监控场景真实感三维模型，作为视频监控的背景地图平台，包括以下子步骤，/n步骤1.1，采用无人机倾斜摄影获取监控场景的多视影像；/n步骤1.2，对多视影像进行空三和密集匹配，获取监控场景实景三维模型；/n步骤1.3，根据地面控制点对实景三维模型进行地理参考坐标转换，将实景三维模型纳入到统一的绝对坐标系；/n步骤2，视频监控摄像机位姿计算，以作为将摄像机监控视频纳入到场景三维模型的基础；/n步骤3，摄像机视频帧图像到场景三维模型映射关系计算，包括以下步骤，/n步骤3.1，根据摄像机位姿、摄像机视场角和焦距，计算摄...

【技术特征摘要】
1.一种监控实时视频与场景三维模型融合方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，建立监控场景真实感三维模型，作为视频监控的背景地图平台，包括以下子步骤，
步骤1.1，采用无人机倾斜摄影获取监控场景的多视影像；
步骤1.2，对多视影像进行空三和密集匹配，获取监控场景实景三维模型；
步骤1.3，根据地面控制点对实景三维模型进行地理参考坐标转换，将实景三维模型纳入到统一的绝对坐标系；
步骤2，视频监控摄像机位姿计算，以作为将摄像机监控视频纳入到场景三维模型的基础；
步骤3，摄像机视频帧图像到场景三维模型映射关系计算，包括以下步骤，
步骤3.1，根据摄像机位姿、摄像机视场角和焦距，计算摄像机视场可视范围；
步骤3.2，对摄像机可视范围和场景三维模型进行求交运算，计算摄像机可视的三维模型顶点；
步骤3.3，根据摄像机可视的三维模型顶点建立不规则三角形格网；
步骤3.4，采用深度缓存可视分析算法，建立摄像机视频帧图像与可视的三维模型不规则格网面片的映射关系；
步骤4，摄像机实时动态监控视频流传输解码至可视化客户端；
步骤5，动态监控视频流实时三维模型纹理映射和渲染，包括以下步骤，
步骤5.1，根据客户端可视化请求，将实时视频流帧转换成标准纹理图像；
步骤5.2，根据步骤4建立摄像机视频帧图像到场景三维模型映射关系，以纹理映射的方式将视频帧标准纹理图像贴合到三维模型表面；
步骤5.3，按照三维场景可视化刷新频率，在三维场景中实时渲染实时视频流；
步骤5.4，根据监控管理需求，调整参数，实现实时监控视频与场景三维模型融合可视化表达；所述参数包括场景可视化比例、角度和光照。


2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡庆武，赵鹏程，艾明耀，李加元，王顺利，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42