[发明专利]基于BDS位置服务的大型场景三维重建系统及重建方法

权利要求书

1.基于BDS位置服务的大型场景三维重建系统，其特征在于，所述系统包括顺序连接的BDS位置服务模块、数据处理模块、三维重建模块和纹理映射模块。

2.如权利要求1所述的基于BDS位置服务的大型场景三维重建系统，其特征在于，所述BDS位置服务模块设有接收天线单元、射频前端集成单元和的通信单元。

3.如权利要求1所述的基于BDS位置服务的大型场景三维重建系统，其特征在于，所述数据处理模块，是对服务器后台获取的图像数据进行预处理和特征提取，将处理后的数据存入数据库中，图像的预处理包括图像增强和图像去噪，特征提取包括提取出图像的像素点、颜色值和空间位置关系特征，数据库按照基于内容的图像检索的体系结构进行设计。

4.如权利要求1所述的基于BDS位置服务的大型场景三维重建系统，其特征在于三维场景建模，将图像空间中的数据点映射为Grassmann空间下的质点，采用在Grassmann空间下重新定义的有理递归曲线算法对质点进行三维重建。

5.如权利要求1所述的基于BDS位置服务的大型场景三维重建系统，其特征在于，所述纹理映射模块包括纹理对象的定义和纹理加载，其中纹理对象依托纹理空间和图像空间的映射方式，纹理映射分为正向纹理映射和反向纹理映射，纹理加载单元支持基于OpenGL的纹理加载。

6.使用权利要求1-5任意一项所述基于BDS位置服务的大型场景三维重建系统的重建方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1.通过BDS位置服务模块对进行场景图像定位获取场景图像并建立全景图像采集系统：所述场景图像包括普通摄像机获取的场景图片，所述全景图采集系统包括对三维对象的目标识别与追踪即各个方位地拍摄和获取场景彩色图像和深度图像，所依托的BDS位置服务实时动态地检测周围场景变化，授时精度为20ns，定位精度为10m，需要位置服务时，将定位数据发送给服务后台；

S2.进行数据处理并存入数据库：将步骤S1得到的图像进行增强、去噪、分割处理，进行特征提取，提取图像的像素、颜色和位置关系特征，所提取的特征用于特征比对以及特征矢量的相似性度量，将处理后的数据存入数据库中；

S3.Grassmann空间下的模型构建：步骤S2得到的数据点转化为在Grassmann空间下的质点；同时在Grassmann空间下重新定义有理递归曲线曲面算法，用Grassmann空间下的递归曲线曲面造型方法进行三维建模，有理L曲线在仿射空间的递归表达式如下：

(mP,m)和(v,0)是Grassmann空间的基本元素，而P和v都存在仿射空间，另外，权重为零的质点被认为是Grassmann空间中的向量，因此，Grassmann空间下，重新定义有理L曲线的标准写法如下：

有理L曲线由仿射空间的点组成，但其控制结构(ω_iP_i,ω_i)存在于Grassmann空间；

S4.纹理及颜色的映射：对步骤S3重建的三维模型进行颜色和纹理的映射，还原出真实感大型场景，其中所述的纹理及颜色的映射基于底层图形库(Open Graphics Library，简称OpenGL)和视觉化工具函式库(visualization toolkit，简称vtk)以及Qt开发框架，过程为：

1)基于图形库OpenGL对三角面片进行颜色映射和纹理匹配；

2)定义三维模型纹理：采样函数离散法对纹理进行定义，根据定义域不同，函数纹理分为一维纹理、二维纹理和三维纹理；

3)指定映射方式：根据纹理空间和图像空间得映射方式，纹理映射分为正向纹理映射和反向纹理映射；

4)加载颜色和纹理：基于OpenGL图形库加载颜色和纹理。