[发明专利]一种全景三维建模装置、方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于全景三维建模技术领域，特别是涉及一种全景三维建模装置、方法及系统。

背景技术

全景拍摄是使用一个或多个图像获取单元，对整个空间场景进行成像的过程，已有的全景拍摄方法只能拍摄空间场景的二维彩色图像，却不能准确对全景空间进行三维建模；缺少空间距离信息的全景图像限制了全景拍摄的应用范围，譬如在房产拍照应用中，如果可以对房屋进行全景三维建模，则可方便地实现户型图重构、VR屋内漫游等；如果没有三维模型，则用户只能浏览全景图像，无法实现更多功能。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种全景三维建模装置、方法及系统，以方便准确地获得场景空间的结构信息，实现对场景空间进行全景三维重建。

第一方面，本发明提供了一种全景三维建模装置，包括：

结构光投射模块，用于以一定角度向场景中投射指定特征的结构光；

拍摄模块，用于拍摄场景图像并采集场景图像信息及解算场景空间结构信息，其与所述结构光投射模块相连接；

转动平台模块，用于带动所述结构光投射模块转动，其与所述结构光投射模块相连接；

全景三维建模模块，用于对所述拍摄模块采集到的场景图像信息及解算的场景空间结构信息进行处理，实现全景三维建模，其与所述拍摄模块相连接；

供电模块，用于为所述结构光投射模块、拍摄模块、转动平台模块及全景三维建模模块提供电源，其与所述结构光投射模块、拍摄模块、转动平台模块及全景三维建模模块相连接。

进一步地， 所述结构光投射模块包括：

投射角度控制模块，用于根据距离需求调整光投射角度；

结构光特征控制模块，用于控制结构光的特征，包括投射形式，图案形状等，其与所述投射角度控制模块相连接。

进一步地，所述拍摄模块包括：

镜头适配模块，用于根据实际拍摄场景选取合适参数的镜头；

图像信息采集模块，用于将镜头适配模块中的镜头所拍摄的场景进行数字化成像处理得到场景图像信息，根据所述投射角度控制模块的光投射角度及所述结构光特征控制模块的结构光特征解算场景空间结构信息，其与所述镜头适配模块、投射角度控制模块、结构光特征控制模块相连接。

进一步地，所述转动平台模块包括：

转动控制模块，用于控制所述结构光投射模块的转动角度、转动速度和转动方向，其与所述投射角度控制模块相连接。

进一步地，所述全景三维建模模块包括：

全景图像拼接模块，用于拼接所述拍摄模块中图像信息采集模块采集到的场景图像序列，得到二维全景图像，其与所述图像信息采集模块相连接；

三维点云解算模块，用于解算所述拍摄模块中图像信息采集模块采集到的场景空间结构信息序列，得到与所述全景图像拼接模块中的二维全景图像对应的三维点云，其与所述图像信息采集模块及所述全景图像拼接模块相连接；

贴图渲染模块，用于根据所述全景图像拼接模块中的二维全景图像和所述三维点云解算模块中与所述二维全景图像对应的三维点云进行场景空间的贴图和渲染，实现全景三维建模，其与所述全景图像拼接模块及所述三维点云解算模块相连接。

第二方面，本发明提供了一种全景三维建模方法，包括下述步骤：

步骤A，所述镜头适配模块根据拍摄场景需求选取镜头，所述投射角度控制模块初始化结构光投射角；

步骤Ｂ，所述转动控制模块带动结构光投射模块以一定角度转动；

步骤Ｃ，所述图像信息采集模块拍摄场景图像；

步骤Ｄ，所述结构光投射模块以一定角度向场景中投射指定特征的结构光；

步骤Ｅ，所述图像信息采集模块根据所述投射角度控制模块的光投射角度及所述结构光特征控制模块的结构光特征解算场景空间结构信息；

步骤Ｆ，所述结构光投射模块停止投射结构光；

步骤Ｇ，所述图像信息采集模块依序保存场景图像和场景空间结构信息；

步骤Ｈ，重复步骤B至步骤Ｇ直到完成360°采集；

步骤I，所述全景图像拼接模块将场景图像序列拼接为二维全景图像；

步骤J，所述三维点云解算模块根据场景空间结构信息序列解算与所述二维全景图像对应的三维点云；

步骤K，根据所述二维全景图像和所述三维点云对场景空间进行贴图、渲染，得到全景三维模型。