基于先验深度与高斯溅射模型融合的场景三维重建方法技术

技术编号:42090862 阅读:29 留言:0更新日期:2024-07-19 17:04
本发明专利技术涉及一种基于先验深度与高斯溅射模型融合的场景三维重建方法,包括:获取多视角下的场景图像;将多视角下的场景图像输入至场景三维重建模型中,完成场景的三维重建;其中,场景三维重建模型包括:单目深度估计网络与视觉里程计,用于基于多视角下的场景图像得到多视角下场景图像的稠密先验深度与相机位姿;点云生成模块,用于使用稠密先验深度与相机位姿生成世界坐标系下的空间点云,并将空间点云初始化为一组具有不透明度和球面谐波的三维高斯体;三维高斯优化模块,用于使用先验深度引导的自适应密度控制策略对三维高斯体的空间分布进行优化调整,完成场景的三维重建。本发明专利技术缓解观测数据不足导致的重建模糊问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及场景三维重建,特别是涉及一种基于先验深度与高斯溅射模型融合的场景三维重建方法


技术介绍

1、高精度的场景地图是众多环境感知、智能决策任务的基础,而场景三维重建是获取高精度场景地图常用的技术手段。现有的三维重建方法主要代表有:以mvs为基础对场景的显式表示方法和以辐射场和渲染技术为代表的对场景的隐式表示方法。基于mvs的方法主要通过图像间的匹配关系生成深度图,并进行深度图融合从而得到稠密的空间点云以完成空间结构重建,但可能因相应视角图像缺失出现重建不完整问题,导致生成的3d场景模型中存在空洞。基于辐射场与渲染技术的方法则通过从图像中提取场景信息,生成具有连续表达的三维辐射场,从而克服了重建过程中可能出现的不完整性问题。但是其采用的体渲染方式具有较高的计算复杂度,难以实现实时的高分辨率重建和渲染。

2、为了克服上述问题,一种新的三维重建与场景渲染的方法三维高斯溅射模型(3dgaussian splatting)被提出。该方法采用类似于显式辐射场的结构,使用大量三维高斯体作为基元,通过对每个基元参数进行优化最终完成准确地场景描述,随后本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于先验深度与高斯溅射模型融合的场景三维重建方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于先验深度与高斯溅射模型融合的场景三维重建方法,其特征在于,所述三维高斯优化模块包括:

3.根据权利要求2所述的基于先验深度与高斯溅射模型融合的场景三维重建方法,其特征在于,所述高斯体调整单元根据抽样帧及其先验深度对三维高斯体进行添加或删除,具体为:使用空间调整单元调整后的三维高斯体去渲染当前帧深度图像,计算该视角下的累计不透明度,若累计不透明度小于透明度阈值或渲染深度大于先验深度时,在像素先验深度对应的空间位置添加新的三维高斯体;若渲染深度小于先验深度...

【技术特征摘要】

1.一种基于先验深度与高斯溅射模型融合的场景三维重建方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于先验深度与高斯溅射模型融合的场景三维重建方法,其特征在于,所述三维高斯优化模块包括:

3.根据权利要求2所述的基于先验深度与高斯溅射模型融合的场景三维重建方法,其特征在于,所述高斯体调整单元根据抽样帧及其先验深度对三维高斯体进行添加或删除,具体为:使用空间调整单元调整后的三维高斯体去渲染当前帧深度图像,计算该视角下的累计不透明度,若累计不透明度小于透明度阈值或渲染深度大于先验深度时,在像素先验深度对应的空间位置添加新的三维高斯体;若渲染深度小于先验深度,则判断先验深度与渲染深度的差是否大于删去阈值,若大于删去阈值,则认为存在近相机漂浮物的影响,将该像素对应的三维高斯体删除。

4.根据权利要求2所述的基于先验深度与高斯溅射模型融合的场景三维重建方法,其特征在于,所述不透明度调制函数为其中,k和c为超参数,分别用来控制调制的幅度与范围;vi为筛选参数,用于筛选出远离先验深度的三维高斯体,当时,vi=1,当时,vi=0,di为先验深度,为第j个三维高斯体的深度,为第j个三维高斯体的不透明度。

5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:李嘉茂周昊龙朱冬晨张广慧王磊
申请(专利权)人:中国科学院上海微系统与信息技术研究所
类型:发明
国别省市:

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