[发明专利]一种基于虚拟现实的三维重建山洞的方法及系统

权利要求书

1.一种基于虚拟现实的三维重建山洞的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S100，获取山洞的深度图像；

S200，对深度图像进行预处理生成三维数据包；

S300，根据三维数据包进行山洞场景重建得到三维山洞场景；

S400，在三维山洞场景中添加交互脚本。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的三维重建山洞的方法，其特征在于，在S100中，获取山洞的深度图像的方法为：通过线缆或者无线网络遥控设置有CCD相机的无人车在山洞中行进，对山洞内壁的洞体表面深度图像进行采集，在无人车的行进中，无人车上携带的红外设备以一定的角度向山洞内壁的洞体表面投射红外线，光遇到山洞的内壁后发生反射并被CCD相机的CCD图像传感器所采集并捕获反射回来的红外线，随着无人车的移动，此时获取的反射光线也会产生相应的偏移值，根据三角测距法测量红外线发射角度、偏移距离、中心矩值和位置关系，计算出发射器到物体之间的距离从而生成深度信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的三维重建山洞的方法，其特征在于，在S200中，对深度图像进行预处理生成三维数据包的方法为：对深度图像进行图像滤波，点云重建与曲面重建，点云重建与曲面重建为对稀疏点和稠密点云的重建，并进行纹理映射操作最终生成一个包含三维物体相关信息的三维数据包，其中，点云重建与曲面重建分为组合类和拟合类算法：组合类算法包括：Crust、Power Crust、Co-cone、Robust Cocone、BallPivoting、DBRG中的任意一种；拟合类算法包括：Signed Distance Function、Mls、APSS、RIMLS、Poisson、Voronoi Graph PCA、Screened Poisson、SSD、Wavelet中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的三维重建山洞的方法，其特征在于，在S300中，根据三维数据包进行山洞场景重建得到三维山洞场景的方法为：在三维数据包中包含Vertex数组和triangle数组；将三维数据包Unity3D中生成结构体，并且从结构体中读取这vertex数组和triangle数组；并将vertex数组和triangle数组赋值给mesh组件中的vertex变量和triangle变量重建三维模型，从而得到三维山洞场景。

5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的三维重建山洞的方法，其特征在于，在S400中，在三维山洞场景中添加交互脚本的方法为：通过VRTK插件和SteamVR Plugins插件将插件中默认的脚本挂载到三维山洞场景，使三维山洞场景中够在虚拟现实环境下进行交互，从而能够实现漫游场景，在虚拟世界中漫游三维山洞场景。

6.一种基于虚拟现实的三维重建山洞的系统，其特征在于，所述系统包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：

深度图像采集单元，用于获取山洞的深度图像；

图像预处理单元，用于对深度图像进行预处理生成三维数据包；

三维场景重建单元，用于根据三维数据包进行山洞场景重建得到三维山洞场景；

交互脚本添加单元，用于在三维山洞场景中添加交互脚本。