[发明专利]一种室内全景影像逆向建模融合方法

权利要求书

1.一种室内全景影像逆向建模融合方法，其特征在于,具体包括以下步骤：

S1：在室内不同位置点设置相机，对室内进行拍摄得到全景图像并构建相机成像球面投影模型；

S2：选取室内地面的第一特征点，并计算第一特征点在相机成像球面投影模型中的空间坐标；

第一特征点P2′的空间坐标计算公式为：

公式(2)中，h表示球心O到室内地面的垂直距离；θ_P2表示向量与XOZ平面的角度；λ_P2表示向量在XOZ平面的投影与Z轴正方向的角度；

S3：选取第一特征点垂直线上的第二特征点，并计算第二特征点在相机成像球面投影模型中的空间坐标；

第二特征点P1′的空间坐标计算公式为：

公式(3)中，h表示球心O到室内地面的垂直距离；θ_P2表示向量与XOZ平面的角度；θ_P1表示向量与XOZ平面的角度；λ_P1表示向量在XOZ平面的投影与Z轴正方向的角度；

S4：重复步骤S2、S3，直至计算出室内空间立面所有特征点，基于室内空间的几何规则性，对室内空间中每一个立面，顺次连接其特征点完成构面，实现室内不同位置点的空间模型构建；

S5：统一室内不同位置点的空间模型的坐标系并进行拼接，得到室内全景空间模型。

2.如权利要求1所述的一种室内全景影像逆向建模融合方法，其特征在于,还包括：

S6：在室内全景空间模型中，将全景照片作为纹理，根据特征点的空间坐标，依据视点位置动态映射到室内全景空间模型上；同时，在单位置点的空间模型中，以室内全景空间模型为支撑，对单位置点的球面模型上任意点，动态计算对应点的深度数据。

3.如权利要求1所述的一种室内全景影像逆向建模融合方法，其特征在于,所述相机成像球面投影模型的建立为：

以全景图像的球心O点为原点建立空间直角坐标系，经过原点与室内地面垂直的轴为Y轴；经过球心与室内地面平行的轴为Z轴；经过球心与室内地面平行且与Z轴垂直的轴为X轴；

则模型上任意一点P(x,y,z)的空间坐标为：

公式(1)中，d表示点P到球心O的距离；θ表示向量与XOZ平面的角度，λ表示向量在XOZ平面的投影与Z轴正方向的角度。

4.如权利要求1所述的一种室内全景影像逆向建模融合方法，其特征在于,统一室内不同位置点的空间模型的坐标系的方法为：

S5-1：在室内不同位置点的空间模型中，任意选择一个位置点的空间模型作为锚定场景，从锚定场景的相邻场景开始，将相邻场景的模型通过同名点变换到锚定场景，然后将该相邻场景和锚定场景作为一个整体；

S5-2：重复步骤S5-1，直至所有位置点的空间模型转换到同一坐标系为止。

5.如权利要求1所述的一种室内全景影像逆向建模融合方法，其特征在于,对室内全景空间模型中被遮挡的位置或变形的位置进行修正。

6.如权利要求2所述的一种室内全景影像逆向建模融合方法，其特征在于,所述S6具体包括：在每一个位置点的室内空间球面投影模型中，相机成像球面模型上任一特征点的空间坐标为P_i(x_i,y_i,z_i)，其对应的室内全景空间模型坐标为P_i′(x′_i,y_i′,z_i′),在模型视点及视角变化过程中，对模型的每一个面完成特征点的映射，从而实现由特征点所组成的纹理向模型面的动态映射。

7.如权利要求2所述的一种室内全景影像逆向建模融合方法，其特征在于,动态计算点的深度数据包括：

单位置点的空间模型中选取任意点P，视点O与点P连线的延长线与室内全景空间模型相交于点P′(x_P′,y_P′,z_P′)，

公式(4)中，d_p′表示点p′到球心O的距离，即点p的深度值；θ表示向量与XOZ平面的角度，λ表示向量在XOZ平面的投影与Z轴正方向的角度；

取点p′所在的室内空间模型面中任意三个特征点P₁(x₁,y₁,z₁)，P₂(x₂,y₂,z₂)，P₃(x₃,y₃,z₃)，即点p′与p₁,p₂,p₃共面，则法向量表示特征点P1和P2的向量，表示特征点P1和P3的向量，表示特征点P₁到P′的向量，因此可得到η·(x_p′-x₁,y_p′-y₁,z_p′-z₁)＝0；

则点p的深度值d_p′为：

A＝(x₁ y₁ z₁)，

公式(5)中，其中A、B、C为矩阵，θ表示向量与XOZ平面的角度，λ表示向量在XOZ平面的投影与Z轴正方向的角度。