[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

说明书

本发明公开了一种基于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；S2.进行数据处理并存入数据库；S3.Grassmann空间下的模型构建；S4.纹理及颜色的映射。这种方法可以实时地获取场景图像，精准匹配，可快速地进行三维建模，并且能克服传统大型场景三维重建中累积误差过大、数据开销空间庞大的问题。

技术领域

本发明涉及场景三维重建技术领域，尤其涉及基于BDS位置服务的大型场景三维重建系统及重建方法。

背景技术

大规模场景的三维重建已经成为未来计算机视觉的发展趋势之一，而三维模型也已成为继图像、声音和视频之后的第四种多媒体数据类型，并在诸如测绘、城市规划、公安刑侦等领域也具有重要、广泛的应用前景。目前现有的大型场景三维重建方法往往都是基于普通摄像机模型的图像重建方法，由于普通计算机视角的限制以及图像重建不适用于大型复杂场景的三维重建，因此，迫切需要提出一种高效实用的大型场景三维重建方法。

目前实现三维建模的方法大致有以下几类：一类是直接利用三维建模软件，如计算机辅助设计软件(AutoCAD)、动画渲染制作软件(3D Max，Maya等)等；这种工具式的人机交互建模可利用基本的几何元素构建复杂的几何场景，应用技术纯熟，方法灵活，能逼真再现对象的几何结构和表面纹理信息，然而由于其精细建模的特点，使得建模数据量庞大费时费力，并且对计算机硬件具有一定的要求，因而不适用于大型场景的三维建模；

另一类是基于摄影测量的三维建模，通过采集真实物体的数据信息构建模型。采集数据一般采集深度信息和摄像头捕获图像，经过配准、融合、整合之后得到三维模型。但由于计算机视角的限制及图像重建不适用于大型复杂场景的重建因而成为大型三维场景重建的瓶颈；

还有一类是基于三维点云扫描技术的三维建模。随着数据采集技术的不断发展和自动化，三维激光点云数据自动构建三维模型已成为三维建模的热点，对建筑物点云数据模型的重演步骤主要包括：一方面提取建筑物的边界特征，以特征为约束构建三维实体模型；另一方面直接对点云数据网格化，建立拓扑关系，进行表面重建和优化。基于点云的三维建模克服了传统数据采集方式的不足，提高了数据采集的精度和效率。但是由于三维扫描获取点云数据中容易产生漏洞且点云数据量十分庞大，也制约了其在大型建模中的进一步发展和广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种基于BDS位置服务的大型场景三维重建系统及重建方法。这种系统实现方便、数据处理快捷、三维重建高效准确并且成本较低。这种方法可以实时地获取场景图像，精准匹配，可快速地进行三维建模，并且能克服传统大型场景三维重建中累积误差过大、数据开销空间庞大的问题。

实现本发明目的的技术方案是：

基于BDS位置服务的大型场景三维重建系统，与现有技术不同的是，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。

所述BDS位置服务模块设有支持有源天线和无源天线的接收天线单元、用于LNA天线检测的射频前端集成单元和用于把检测的位置信号和采集的图像数据发送给服务后台的通信单元。

所述数据处理模块，是对服务器后台获取的图像进行预处理和特征提取，搭建数据库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，数据库的搭建按照基于内容的图像检索(Content Based Image Retrieval，简称CBIR)的体系结构进行设计。