一种三维场景的重建系统、方法、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种三维场景的重建系统、方法、设备及存储介质，该三维场景的重建系统包括：标靶，设置于待测三维目标的设定位置；点云数据获取设备，用于获取设置有所述标靶的所述待测三维目标的设定帧的点云数据；空间坐标获取设备，用于获取各个所述标靶的预设点的第一空间坐标；场景重建设备，用于接收设定帧的所述点云数据以及各个所述第一空间坐标，并根据设定帧的所述点云数据以及各个所述第一空间坐标对所述待测建筑进行三维场景重建。本发明专利技术实施例的技术方案，通过设置点云数据获取设备和空间坐标获取设备两种设备进行三维场景的重建，提高了重建的精度。提高了重建的精度。提高了重建的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种三维场景的重建系统、方法、设备及存储介质


[0001]本专利技术实施例涉及测绘测量
，尤其涉及一种三维场景的重建系统、方法、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着智慧城市、文物保护、室内导航、虚拟现实的发展，人们对室内精细化三维模型的需求越来越高。
[0003]现有的室内三维重建的方法主要包括两种：一是采用激光、雷达等测距传感器来获取物体变偶面的结构信息从而实现三维重建，然而这些仪器大多昂贵且不便于携带，应用场景受限。第二种则是通过深度相机采集室内点云数据，通过特征识别进行点云拼接，从而实现三维重建，然而由于建筑物室内图像的特征较少，不利于进行特征提取，同时，现有的点云拼接仅能保证相邻的点云数据拼接良好，而无法保证房屋整体的拼接效果，三维重建精度低，无法满足需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例公开了一种三维场景的重建系统、方法、设备及存储介质，实现了三维场景的高精度三维重建。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种三维场景的重建系统，该系统包括：
[0006]标靶，设置于待测三维目标的设定位置；
[0007]点云数据获取设备，用于获取设置有所述标靶的所述待测三维目标的设定帧的点云数据；
[0008]空间坐标获取设备，用于获取各个所述标靶的预设点的第一空间坐标；
[0009]场景重建设备，用于接收设定帧的所述点云数据以及各个所述第一空间坐标，并根据设定帧的所述点云数据以及各个所述第一空间坐标对所述待测三维目标进行三维场景重建。
[0010]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种三维场景的重建方法，该方法包括：
[0011]基于点云数据获取设备，获取设置有标靶的所述待测三维目标的设定帧的点云数据；
[0012]基于空间坐标设备，获取各个所述标靶的预设点的第一空间坐标；
[0013]根据设定帧的所述点云数据以及各个所述第一空间坐标对所述待测三维目标进行三维场景重建。
[0014]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种三维场景的重建设备，该设备包括：
[0015]一个或多个处理器；
[0016]存储器，用于存储一个或多个程序；
[0017]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本专利技术任意实施例提供的三维场景的重建方法。
[0018]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行本专利技术任意实施例提供的三维场景的重建方法。
[0019]本专利技术实施例的技术方案，通过为待测三维目标设置标靶，增加了三维场景的特征点，便于进行特征提取以及后续的坐标的确定；通过点云数据获取设备和空间坐标设备进行室内数据的采集，两种不同的设备进行数据采集，提高了数据的准确度和鲁棒性，同时，空间坐标设备可以较高精度地确定标靶预设点的空间坐标，从而提高了点云数据拼接的精度，同时，直接由设备确定空间坐标，提高了重建的速度和效率。本专利技术实施例的技术方案，由空间坐标获取设备，直接获取各个标靶预设点的空间坐标，并由点云数据获取设备采集点云数据，以根据该空间坐标对点云数据进行拼接，从而实现三维目标的三维场景重建，提高了重建的精度和效率。
附图说明
[0020]图1A是本专利技术实施例一中的一种三维场景的重建系统的结构示意图；
[0021]图1B是本专利技术实施例一中的一种标靶的结构示意图；
[0022]图2是本专利技术实施例二中的一种三维场景的重建系统的结构示意图；
[0023]图3是本专利技术实施例三中的一种三维场景的重建方法的流程图；
[0024]图4是本专利技术实施例四中的一种三维场景的重建装置的结构示意图；
[0025]图5是本专利技术实施例五中的一种三维场景的重建设备的结构示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0027]实施例一
[0028]图1A是本专利技术实施例一提供的一种三维场景的重建系统的结构示意图，如图1A所示，该系统包括：标靶110、点云数据获取设备点云数据获取设备120、空间坐标获取设备130和场景重建设备140。
[0029]其中，三维场景可以是建筑物的室内场景、机器人场景、汽车场景或者其他需要进行三维重建的场景，为了便于描述本专利技术实施例以建筑物的室内场景为例进行描述。标靶110，设置于待测三维目标的设定位置；点云数据获取设备120，用于获取设置有所述标靶的所述待测三维目标的设定帧的点云数据；空间坐标获取设备130，用于获取各个所述标靶的预设点的第一空间坐标；场景重建设备140，用于接收设定帧的所述点云数据以及各个所述第一空间坐标，并根据设定帧的所述点云数据以及各个所述第一空间坐标对所述待测三维目标进行三维场景重建。
[0030]可选的，所述点云数据获取设备120包括三维相机和激光雷达中的至少一项。
[0031]具体的，标靶110的数量可以是3个、6个、9个、12个、15个、18个或者其他数值，可以根据重建目标进行确定。通常，对于一个平面来说，需要设置3个标靶，以便于进行特征识别，和高精度地确定一个重建平面。那么，对于一个建筑物室内的完整重建，至少需要18(3*
6)个标靶，即需要分别在该建筑物的每个平面上设置三个标靶。待测三维目标可以是待测建筑物、待测汽车、待测机器人或者其他三维物体。待测建筑可以是任意一个现有的建筑物，如居民楼、古建筑等，也可以是正处于施工阶段的建筑物。预设点可以值标靶的中心，也可以其他预设位置。
[0032]进一步地，标靶110的颜色可以是仅包括黑色和白色，也可以是彩色标靶。采用黑白标靶可以减少数据量，同时便于进行特征提取。标靶110的形状可以方形、圆形或者其他形状，可以是规则形状或者不规则形状。标靶110的尺寸可以根据待测建筑物的尺寸以及点云数据获取设备120、空间坐标获取设备130的性能确定。标靶110的材质可以是聚氯乙烯胶贴纸，也可以是其他材质。需要了解的是，标靶110的尺寸和材质需要保证点云数据获取设备120和空间坐标获取设备130可以在其分辨率的范围内有效且准确采集标靶110的各个特征。
[0033]可选的，标靶110包括标靶识别码，所述标靶识别码设置于所述标靶的中央，用于识别所述标靶。
[0034]可选的，所述标靶识别码包括二维码和条形码中的至少一项。当然也可以采用其他的标识码进行标靶身份识别，如标靶序号。
[0035]具体的，标靶110的识别码可以有效地识别该标靶的身份。通常，为了重建一个建筑物的室内模型，需要多个标靶110，为了区分各个标靶，便设计了标靶对应的二维码、条形码或者序号编码。
[0036]可选的，所述标靶由外至内依次包括圆环、二维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维场景的重建系统，其特征在于，包括：标靶，设置于待测三维目标的设定位置；点云数据获取设备，用于获取设置有所述标靶的所述待测三维目标的设定帧的点云数据；空间坐标获取设备，用于获取各个所述标靶的预设点的第一空间坐标；场景重建设备，用于接收设定帧的所述点云数据以及各个所述第一空间坐标，并根据设定帧的所述点云数据以及各个所述第一空间坐标对所述待测三维目标进行三维场景重建。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述标靶包括标靶识别码，所述标靶识别码设置于所述标靶的中央，用于识别所述标靶。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述标靶识别码包括二维码和条形码中的至少一项。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：标靶规划模块，用于根据所述点云数据获取设备的视场角和拍摄目标确定所述标靶的设定位置。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述场景重建设备，包括：数据接收模块，用于接收设定帧的所述点云数据以及各个所述第一空间坐标；坐标提取模块，用于根据所述点云数据，提取所述标靶的所述预设点的第二空间坐标；变换矩阵确定模块，用于基于预设算法，根据各个标靶的所述预设点的所述第一空间坐标和所述第二空间坐标，确定所述点云数据获取设备的各帧点云数据的变换矩阵；场景重建模块，用于根据各个所述变换矩阵对各帧所述点云数据进行变换，根据变换后的各帧点云数据对所述待测三维目标进行三维场景重建。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述变换矩阵包括旋转矩阵和平移矩阵，所述预设算法包括四元数组法、奇异值分解法、迭代最近点法中的至少一种。7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述场景重建模块，具体用于：根据各个所述变换矩阵对各帧所述点云数据进行变换；根据各个所述标靶的预设点的第一空间坐标确定各帧所述点云数据的位置关系；根据各个所述位置关系以及变换后的各帧所述点云数据对所述待测三维目标进行三维场景重建。8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述场景重建设备，还包括深度标定模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧清扬，
申请(专利权)人：广东博智林机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：