一种面向建筑数字孪生的虚实实体坐标映射方法及系统技术方案

本申请提供了一种面向建筑数字孪生的虚实实体坐标映射方法及系统，该方法包括：确定目标实体对象在像素坐标系下的位置坐标；当检测到目标实体对象位于空间参考平面之外时，从待处理图像帧中获取属于空间参考平面的第一平面图像以及属于目标空间平面的第二平面图像；以第一平面图像、第二平面图像、目标空间平面与空间参考平面之间的真实空间高度来构建三维空间模型；根据第一位置坐标,从三维空间模型中分别获取上交点坐标和下交点坐标；在像素坐标系与虚拟空间世界坐标系之间，分别对上交点坐标和下交点坐标进行坐标转换，得到目标实体对象在模型中的真实坐标。这样，本申请可以提高对目标实体对象的定位准确度和实体建筑场景在模型中的写实度。筑场景在模型中的写实度。筑场景在模型中的写实度。

【技术实现步骤摘要】
一种面向建筑数字孪生的虚实实体坐标映射方法及系统


[0001]本申请涉及建筑数字孪生
，具体而言，涉及一种面向建筑数字孪生的虚实实体坐标映射方法及系统。

技术介绍

[0002]数字孪生是指充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。其中，建筑数字孪生是指在工程建设的应用场景中，为了更加直观清晰的展示目标实体建筑的空间布局结构，工程建设人员通常会在目标实体建筑建成之后，构建一个能够反映目标实体建筑的物理与功能特性的建筑信息模型，将构建的建筑信息模型作为目标实体建筑的数字孪生模型，以通过数字孪生模型来便捷性的管理目标实体建筑的过程。
[0003]基于此，在构建数字孪生模型/更新数字孪生模型时，常需要通过图像目标检测的方法，从建筑场景内拍摄到的图片中，获取每一个实体对象的类别和边界位置信息，通过相机内外参完成像素坐标系与虚拟空间世界坐标系（数字孪生模型内的位置坐标符合虚拟空间世界坐标系）之间的转换，从而实现实体对象在虚拟空间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向建筑数字孪生的虚实实体坐标映射方法，其特征在于，所述虚实实体坐标映射方法用于在虚拟空间世界坐标系下，对待处理图像帧中出现的目标实体对象进行视觉定位，其中，所述待处理图像帧用于表征拍摄装置拍摄到的实体建筑场景内的场景图像；所述目标实体对象用于表征所述实体建筑场景内具有空间高度信息的实体对象；所述拍摄装置的相机外参适用于完成空间参考平面上的位置坐标在相机坐标系与所述虚拟空间世界坐标系之间的坐标转换，所述虚实实体坐标映射方法包括：从所述目标实体对象在所述待处理图像帧中的二维目标检测结果/三维位姿检测结果中，确定所述目标实体对象在像素坐标系下的第一位置坐标；当检测到所述目标实体对象位于所述空间参考平面之外时，从所述待处理图像帧中，获取属于所述空间参考平面的第一平面图像以及属于目标空间平面的第二平面图像；其中，所述目标空间平面用于表征所述目标实体对象所在的空间平面；以所述第一平面图像作为空间包围盒的下包围平面的平面贴图，以所述第二平面图像作为所述空间包围盒的上包围平面的平面贴图，以所述目标空间平面与所述空间参考平面之间的真实空间高度作为所述上包围平面与所述下包围平面之间的空间参考高度，构建得到所述空间包围盒在虚拟空间中映射的三维空间模型；根据所述目标实体对象在像素坐标系下的第一位置坐标,从所述三维空间模型中，分别获取上交点坐标以及下交点坐标；其中，所述上交点坐标用于表征所述第一位置坐标与所述上包围平面在所述像素坐标系下的交点坐标；所述下交点坐标用于表征所述第一位置坐标与所述下包围平面在所述像素坐标系下的交点坐标；在所述像素坐标系与所述虚拟空间世界坐标系之间，分别对所述上交点坐标以及所述下交点坐标进行坐标转换处理，将坐标转换处理的结果作为所述目标实体对象在所述虚拟空间世界坐标系下的视觉定位结果。2.根据权利要求1所述的虚实实体坐标映射方法，其特征在于，在所述确定所述目标实体对象在像素坐标系下的第一位置坐标之后，所述虚实实体坐标映射方法，还包括：当检测到所述目标实体对象位于所述空间参考平面上时，在所述像素坐标系与所述虚拟空间世界坐标系之间，对所述第一位置坐标进行坐标转换处理，将坐标转换处理的结果作为所述目标实体对象在所述虚拟空间世界坐标系下的视觉定位结果。3.根据权利要求1所述的虚实实体坐标映射方法，其特征在于，所述虚实实体坐标映射方法，还包括：获取所述实体建筑场景在虚拟空间中映射的建筑信息模型；其中，所述建筑信息模型中虚拟对象模型的模型位置符合所述虚拟空间世界坐标系；根据所述目标实体对象在所述虚拟空间世界坐标系下的视觉定位结果，确定目标虚拟对象在所述建筑信息模型中的目标模型位置；其中，所述目标虚拟对象用于表征所述目标实体对象在所述虚拟空间中映射的虚拟对象模型；在所述建筑信息模型内的所述目标模型位置处，放置所述目标虚拟对象，以使所述建筑信息模型与所述实体建筑场景在场景信息上保持同步。4.根据权利要求3所述的虚实实体坐标映射方法，其特征在于，所述从所述目标实体对象在所述待处理图像帧中的二维目标检测结果/三维位姿检测结果中，确定所述目标实体对象在像素坐标系下的第一位置坐标，包括：
当检测到所述目标实体对象属于第一实体对象时，对所述待处理图像帧进行二维目标检测，得到所述目标实体对象在所述待处理图像帧中的二维目标检测结果；其中，所述二维目标检测结果至少包括：所述目标实体对象的所属类别以及所述目标实体对象在所述待处理图像帧中所在的二维图像区域边界框；所述目标实体对象属于所述第一实体对象用于表征不需要在方向上区分所述目标实体对象在所述实体建筑场景与所述建筑信息模型之间的显示差异；从组成所述二维图像区域边界框的多条边界框线中，确定与所述空间参考平面/所述目标空间平面相距最近的边界框线作为目标边界框线；将所述目标边界框线的中心点坐标作为所述第一位置坐标。5.根据权利要求4所述的虚实实体坐标映射方法，其特征在于，所述从所述目标实体对象在所述待处理图像帧中的二维目标检测结果/三维位姿检测结果中，确定所述目标实体对象在像素坐标系下的第一位置坐标，还包括：当检测到所述目标实体对象属于第二实体对象时，对所述待处理图像帧进行二维目标检测，得到所述目标实体对象在所述待处理图像帧中的二维目标检测结果；其中，所述目标实体对象属于所述第二实体对象用于表征需要在方向上区分所述目标实体对象在所述实体建筑场景与所述建筑信息模型之间的显...

【专利技术属性】
技术研发人员：周小平，王佳，冯驰原，郑洋，傅文峰，陆一昕，
申请(专利权)人：盈嘉互联北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：