【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般涉及计算机视觉与图像处理领域，并且更具体地，涉及一种实景三维逻辑单体化方法、装置及电子设备。
技术介绍
1、随着城镇化进程的加快，对空间三维基础信息的需求日益增长，实景三维建模以其真实直观、高精度等特点在各个领域中得到广泛应用。在实景三维模型的构建过程中，单体化是非常重要的一步。只有将实体正确地表示为独立的个体，才能保证模型的准确性和可靠性，从而使其能够在实际应用中发挥重要的作用。
2、实景三维模型的单体化分为逻辑单体化和真实单体化。
3、逻辑单体化：将真实场景的三维模型进行逻辑上的划分，将其中的功能单元或逻辑部分单独提取出来，形成独立的逻辑单体模型。
4、真实单体化：将真实场景的三维模型进行物理上的划分，将其中的各个物体或建筑单独提取出来，形成独立的真实单体模型。
5、为了分析场景中不同单体部分的空间关系、几何特征和交互，并进行相应的应用和决策，通常采用逻辑单体化的方法。但是逻辑单体化通常以几何体的形式进行划分，不够精准，在三维模型对象特别复杂，尤其在部件级的实景三维模型层级下，对象在空间上错综复杂，数据更新频次高，进行逻辑单体化的几何建模处理和人工交互，代价很大，耗时过长。
技术实现思路
1、根据本专利技术的实施例，提供了一种实景三维逻辑单体化方案。本方案通过定义单体化几何特征的定量规则，实现自动化的提取；优化逻辑单体化的效率，将三维场景中的实体对象特征信息进行提取和几何拓扑计算，实时的投影到二维的屏幕中展示，在屏幕
2、在本专利技术的第一方面，提供了一种实景三维逻辑单体化方法。该方法包括：
3、获取三维场景的视点信息，根据所述视点信息计算视锥体，并根据视锥体获取可视范围内的目标三维模型；
4、基于所述目标三维模型计算各个单体的矢量轮廓面，并根据各个单体的高度信息建立单体化立体包围盒；
5、将所述单体化立体包围盒投影到二维屏幕，从而实现在三维场景渲染的基础上，动态展示各个单体的空间位置，支撑后续的语义分析。
6、进一步地，所述获取三维场景的视点信息，根据所述视点信息计算视锥体，并根据视锥体获取可视范围内的三维模型，包括：
7、根据视点的位置和方向获取视锥体的坐标范围；
8、根据所述视锥体的坐标范围与模型的坐标范围进行相交运算，判断模型是否在视锥体内，将视锥体内的模型作为目标三维模型。
9、进一步地，所述根据视点的位置、视角、屏幕范围获取视锥体的坐标范围，包括：
10、将视点所在的标准化设备坐标系转换为相机局部坐标系；
11、将相机局部坐标系转换为世界坐标系；
12、将世界坐标系下的视点坐标转换为经纬度坐标，将所述经纬度坐标作为视锥体的坐标范围。
13、进一步地，所述基于所述目标三维模型计算各个单体的矢量轮廓面，包括：
14、生成所述目标三维模型的dsm数据，利用所述dsm数据提取各个单体的边缘轮廓信息；
15、结合所述边缘轮廓信息对各个单体的边缘轮廓进行拟合处理，得到各个单体的矢量轮廓面。
16、进一步地，所述生成所述目标三维模型的dsm数据，包括：
17、根据所述目标三维模型的平面区域范围和预先设置的空间分辨率大小，构建空网格和dsm图像；
18、将所述目标三维模型中所有三角面片顶点以正上方俯视的角度投影到规则网格中；
19、根据网格内投影到的顶点，计算对应位置的dsm图像像素值；
20、对dsm图像进行插值计算，得到插值后的dsm图像；
21、根据插值后的dsm图像的空间分辨率，结合所述目标三维模型的平面区域范围坐标，得到具有空间地理坐标的 dsm 图像。
22、进一步地，所述结合所述边缘轮廓信息对各个单体的边缘轮廓进行拟合处理，得到各个单体的矢量轮廓面，包括：
23、根据单体的几何形状和边缘轮廓特征进行单体边缘轮廓的几何形状规则化处理；
24、将几何形状规则化处理后的边缘轮廓进行几何角点搜索，得到几何图形的角点信息；
25、对所述几何图形的角点信息进行特征角点筛选，得到特征角点集；
26、根据单体的几何形状与边缘轮廓特征，对所述特征角点集进行图形逼近拟合，得到单体的矢量轮廓面。
27、进一步地，所述根据各个单体的高度信息建立单体化立体包围盒，包括：
28、基于所述单体的矢量轮廓面，从对应的dsm数据中提取出高度信息，获得矢量轮廓上各角点的高程；
29、按照顶面高程相同原则，利用最小二乘法得到顶面高程，生成单体化立体包围盒。
30、进一步地，所述将所述单体化立体包围盒投影到二维屏幕，包括：
31、将所述单体化立体包围盒从局部坐标系转换到世界坐标系；
32、将世界坐标系下的单体化立体包围盒转换为在摄像机空间下的相对坐标；
33、创建视景体，将摄像机空间下的相对坐标通过正射投影变换和/或透视投影变换进行投影变换；
34、将投影变换后所述视景体内投影的物体显示在二维视口平面上。
35、在本专利技术的第二方面，提供了一种实景三维逻辑单体化装置。该装置包括：
36、获取模块，用于获取三维场景的视点信息，根据所述视点信息计算视锥体，并根据视锥体获取可视范围内的目标三维模型；
37、建立模块，用于基于所述目标三维模型计算各个单体的矢量轮廓面，并根据各个单体的高度信息建立单体化立体包围盒；
38、投影模块，用于将所述单体化立体包围盒投影到二维屏幕。
39、在本专利技术的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本专利技术第一方面的方法。
40、应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本专利技术的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
【技术保护点】
1.一种实景三维逻辑单体化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取三维场景的视点信息，根据所述视点信息计算视锥体，并根据视锥体获取可视范围内的三维模型，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据视点的位置、视角、屏幕范围获取视锥体的坐标范围，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成所述目标三维模型的DSM数据，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结合所述边缘轮廓信息对各个单体的边缘轮廓进行拟合处理，得到各个单体的矢量轮廓面，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据各个单体的高度信息建立单体化立体包围盒，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述单体化立体包围盒投影到二维屏幕，包括：
8.一种实景三维逻辑单体化装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括至少一个处理器；以及
【技术特征摘要】
1.一种实景三维逻辑单体化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取三维场景的视点信息，根据所述视点信息计算视锥体，并根据视锥体获取可视范围内的三维模型，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据视点的位置、视角、屏幕范围获取视锥体的坐标范围，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成所述目标三维模型的dsm数据，包括：
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：鄂超，姜璐，谢潇，林欢，廖小罕，张向前，
申请(专利权)人：北京师范大学珠海校区，
类型：发明
国别省市：
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