一种实景三维模型的分类方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种实景三维模型的分类方法、装置及设备，方法包括：利用二维倾斜影像分类模型确定每个二维倾斜影像的若干建筑物像点和非建筑物像点；对每个二维倾斜影像进行空三解算以获得外方位元素，并进行多视影像密集匹配，获得实景三维模型；计算每个三角面片顶点的最大遮蔽角；根据外方位元素将每个三角面片顶点转换为在每个二维倾斜影像的投影像点，然后确定每个三角面片顶点指向所对应的投影像点的方向向量并计算与地面之间的高度角，获取若干目标可见倾斜影像；根据投影像点在每个目标可见倾斜影像中的像点类别，结合在每个目标可见倾斜影像中所对应的高度角，实现实景三维模型分类。本发明专利技术能够提高实景三维模型的分类效率，且分类精度高。且分类精度高。且分类精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种实景三维模型的分类方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及实景三维数据处理
，尤其是涉及一种实景三维模型的分类方法、装置及终端设备。

技术介绍

[0002]在智慧城市建设和三维实景建模的过程中通常会产生实景三维模型，实景三维模型为由若干连续的三角面片组成的模型，其不具备语义信息，为了更好地将实景三维模型应用于不同的领域，高精度的实景三维模型分类是一个需要解决的关键问题。现有技术通常利用谱卷积或图卷积的形式对二维规则格网卷积网络进行拓展以用于对实景三维模型的分类，但该方法需要定义图结构顶点的相似性，仅适用于实景三维模型数量较少或单个实景三维模型的三角面片数量较少的场景，如室内场景或CAD模型，对于如城市范围场景下的实景三维模型分类，该方法由于需要对大量实景三维模型进行图结构顶点的相似性定义，使得分类效率较低。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种实景三维模型的分类方法、装置及设备，通过将实景三维模型的三角面片顶点投影至不同视角下的二维倾斜影像，再基于不同视角下的二维倾斜影像中各像点的类别确定实景三维模型的各三角面片顶点的像点类别，能够有效提高分类效率，且分类精度高，适用范围广。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例第一方面提供一种实景三维模型的分类方法，包括如下步骤：
[0005]利用预设的二维倾斜影像分类模型对输入的若干二维倾斜影像进行像点分类，确定每个所述二维倾斜影像中的若干建筑物像点和非建筑物像点；
[0006]对每个所述二维倾斜影像进行空中三角测量解算，获得每个所述二维倾斜影像的外方位元素；
[0007]对每个所述二维倾斜影像进行多视影像密集匹配，获得若干影像匹配点云，并根据所述若干影像匹配点云，获得实景三维模型；
[0008]基于所述实景三维模型的每个三角面片顶点的坐标信息，计算所述实景三维模型的每个三角面片顶点所对应的最大遮蔽角；
[0009]根据每个所述二维倾斜影像的外方位元素，将所述实景三维模型的每个三角面片顶点的坐标信息转换为在每个所述二维倾斜影像的投影像点坐标；
[0010]根据所述实景三维模型的每个三角面片顶点的坐标信息和投影像点坐标，确定每个三角面片顶点指向每个三角面片顶点所对应的投影像点的方向向量，并计算每个方向向量与地面之间的高度角；
[0011]根据每个三角面片顶点所对应的最大遮蔽角和高度角，确定每个三角面片顶点所对应的满足预设高度角要求的若干目标可见倾斜影像；其中，所述目标可见倾斜影像为若
干所述二维倾斜影像中的其中一个；
[0012]根据每个三角面片顶点所对应的每个所述目标可见倾斜影像中的若干建筑物像点和非建筑物像点，确定每个三角面片顶点所对应的投影像点在每个所述目标可见倾斜影像中的像点类别；
[0013]根据每个三角面片顶点所对应的投影像点在每个所述目标可见倾斜影像中的像点类别、每个三角面片顶点在每个所述目标可见倾斜影像中所对应的高度角，确定所述实景三维模型的每个三角面片顶点的类别。
[0014]作为优选方案，所述根据每个三角面片顶点所对应的最大遮蔽角和高度角，确定每个三角面片顶点所对应的满足预设高度角要求的若干目标可见倾斜影像，具体包括如下步骤：
[0015]将每个三角面片顶点所对应的最大遮蔽角与每个三角面片顶点在每个二维倾斜影像中所对应的高度角进行比较，判断所述三角面片顶点在所述二维倾斜影像中是否被遮蔽；
[0016]当所述三角面片顶点所对应的最大遮蔽角大于所述三角面片顶点在当前二维倾斜影像中所对应的高度角时，判定所述三角面片顶点在当前二维倾斜影像中被遮蔽，且当前二维倾斜影像不为所述三角面片顶点所对应的可见倾斜影像；
[0017]当所述三角面片顶点所对应的最大遮蔽角小于所述三角面片顶点在当前二维倾斜影像中所对应的高度角时，判定所述三角面片顶点在当前二维倾斜影像中未被遮蔽，且当前二维倾斜影像为所述三角面片顶点所对应的可见倾斜影像；
[0018]基于每个三角面片顶点所对应的若干可见倾斜影像，将所述三角面片顶点在每个所述可见倾斜影像中所对应的高度角进行降序排列，根据预设高度角排名要求从若干所述可见倾斜影像中选取若干所述目标可见倾斜影像。
[0019]作为优选方案，所述根据每个三角面片顶点所对应的投影像点在每个所述目标可见倾斜影像中的像点类别、每个三角面片顶点在每个所述目标可见倾斜影像中所对应的高度角，确定所述实景三维模型的每个三角面片顶点的类别，具体包括如下步骤：
[0020]根据每个三角面片顶点在每个所述目标可见倾斜影像中所对应的高度角，计算每个所述高度角所对应的权重值；
[0021]根据每个所述高度角所对应的权重值、每个三角面片顶点所对应的投影像点在每个所述目标可见倾斜影像中的像点类别、所述建筑物像点所对应的预设赋值、所述非建筑物像点所对应的预设赋值，对每个三角面片顶点所对应的像点类别进行分类投票计算，获得每个三角面片顶点所对应的分类投票结果；
[0022]根据所述分类投票结果，确定所述实景三维模型的每个三角面片顶点的类别。
[0023]作为优选方案，所述计算每个方向向量与地面之间的高度角，具体包括如下步骤：
[0024]通过如下表达式计算每个方向向量与地面之间的高度角：
[0025][0026]其中，α
i
表示所述高度角；n1、n2和n3分别表示所述方向向量的x轴分量、y轴分量和z轴分量。
[0027]作为优选方案，所述根据每个所述二维倾斜影像的外方位元素，将所述实景三维
模型的每个三角面片顶点的坐标信息转换为在每个所述二维倾斜影像的投影像点坐标，具体包括如下步骤：
[0028]根据每个所述二维倾斜影像的外方位元素，通过如下表达式将所述实景三维模型的每个三角面片顶点的坐标信息转换为在每个所述二维倾斜影像的投影像点坐标：
[0029][0030]其中，x
i
和y
i
分别表示所述三角面片顶点在所述二维倾斜影像的投影像点的x轴坐标值和y轴坐标值；f表示所述二维倾斜影像所对应的预设摄影相机焦距；X
i
、Y
i
和Z
i
分别表示所述三角面片顶点的x轴坐标值、y轴坐标值和z轴坐标值；X
s
、Y
s
和Z
s
分别表示所述外方位元素所包含的第一直线元素、第二直线元素和第三直线元素；(a
i
，b
i
，c
i
)为由所述外方位元素所包含的3个外方位角元素组成的9个方向余弦，i的取值为1、2、3。
[0031]作为优选方案，所述基于所述实景三维模型的每个三角面片顶点的坐标信息，计算所述实景三维模型的每个三角面片顶点所对应的最大遮蔽角，具体包括如下步骤：
[0032]基于所述实景三维模型的每个三角面片顶点的坐标信息，构建K
‑
D树；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实景三维模型的分类方法，其特征在于，包括如下步骤：利用预设的二维倾斜影像分类模型对输入的若干二维倾斜影像进行像点分类，确定每个所述二维倾斜影像中的若干建筑物像点和非建筑物像点；对每个所述二维倾斜影像进行空中三角测量解算，获得每个所述二维倾斜影像的外方位元素；对每个所述二维倾斜影像进行多视影像密集匹配，获得若干影像匹配点云，并根据所述若干影像匹配点云，获得实景三维模型；基于所述实景三维模型的每个三角面片顶点的坐标信息，计算所述实景三维模型的每个三角面片顶点所对应的最大遮蔽角；根据每个所述二维倾斜影像的外方位元素，将所述实景三维模型的每个三角面片顶点的坐标信息转换为在每个所述二维倾斜影像的投影像点坐标；根据所述实景三维模型的每个三角面片顶点的坐标信息和投影像点坐标，确定每个三角面片顶点指向每个三角面片顶点所对应的投影像点的方向向量，并计算每个方向向量与地面之间的高度角；根据每个三角面片顶点所对应的最大遮蔽角和高度角，确定每个三角面片顶点所对应的满足预设高度角要求的若干目标可见倾斜影像；其中，所述目标可见倾斜影像为若干所述二维倾斜影像中的其中一个；根据每个三角面片顶点所对应的每个所述目标可见倾斜影像中的若干建筑物像点和非建筑物像点，确定每个三角面片顶点所对应的投影像点在每个所述目标可见倾斜影像中的像点类别；根据每个三角面片顶点所对应的投影像点在每个所述目标可见倾斜影像中的像点类别、每个三角面片顶点在每个所述目标可见倾斜影像中所对应的高度角，确定所述实景三维模型的每个三角面片顶点的类别。2.如权利要求1所述的实景三维模型的分类方法，其特征在于，所述根据每个三角面片顶点所对应的最大遮蔽角和高度角，确定每个三角面片顶点所对应的满足预设高度角要求的若干目标可见倾斜影像，具体包括如下步骤：将每个三角面片顶点所对应的最大遮蔽角与每个三角面片顶点在每个二维倾斜影像中所对应的高度角进行比较，判断所述三角面片顶点在所述二维倾斜影像中是否被遮蔽；当所述三角面片顶点所对应的最大遮蔽角大于所述三角面片顶点在当前二维倾斜影像中所对应的高度角时，判定所述三角面片顶点在当前二维倾斜影像中被遮蔽，且当前二维倾斜影像不为所述三角面片顶点所对应的可见倾斜影像；当所述三角面片顶点所对应的最大遮蔽角小于所述三角面片顶点在当前二维倾斜影像中所对应的高度角时，判定所述三角面片顶点在当前二维倾斜影像中未被遮蔽，且当前二维倾斜影像为所述三角面片顶点所对应的可见倾斜影像；基于每个三角面片顶点所对应的若干可见倾斜影像，将所述三角面片顶点在每个所述可见倾斜影像中所对应的高度角进行降序排列，根据预设高度角排名要求从若干所述可见倾斜影像中选取若干所述目标可见倾斜影像。3.如权利要求1所述的实景三维模型的分类方法，其特征在于，所述根据每个三角面片顶点所对应的投影像点在每个所述目标可见倾斜影像中的像点类别、每个三角面片顶点在
每个所述目标可见倾斜影像中所对应的高度角，确定所述实景三维模型的每个三角面片顶点的类别，具体包括如下步骤：根据每个三角面片顶点在每个所述目标可见倾斜影像中所对应的高度角，计算每个所述高度角所对应的权重值；根据每个所述高度角所对应的权重值、每个三角面片顶点所对应的投影像点在每个所述目标可见倾斜影像中的像点类别、所述建筑物像点所对应的预设赋值、所述非建筑物像点所对应的预设赋值，对每个三角面片顶点所对应的像点类别进行分类投票计算，获得每个三角面片顶点所对应的分类投票结果；根据所述分类投票结果，确定所述实景三维模型的每个三角面片顶点的类别。4.如权利要求1所述的实景三维模型的分类方法，其特征在于，所述计算每个方向向量与地面之间的高度角，具体包括如下步骤：通过如下表达式计算每个方向向量与地面之间的高度角：其中，α
i
表示所述高度角；n1、n2和n3分别表示所述方向向量的x轴分量、y轴分量和z轴分量。5.如权利要求1所述的实景三维模型的分类方法，其特征在于，所述根据每个所述二维倾斜影像的外方位元素，将所述实景三维模型的每个三角面片顶点的坐标信息转换为在每个所述二维倾斜影像的投影像点坐标，具体包括如下步骤：根据每个所述二维倾斜影像的外方位元素，通过如下表达式将所述实景三维模型的每个三角面片顶点的坐标信息转换为在每个所述二维倾斜影像的投影像点坐标：个三角面片顶点的坐标信息转换为在每个所述二维倾斜影...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴志胜，柳翠明，陈可蕴，李奇，龙奇勇，王鹏飞，胡昌华，
申请(专利权)人：广州市城市规划勘测设计研究院，
类型：发明
国别省市：