[发明专利]一种可编辑定义的自动化相机轨迹生成方法、装置、系统和存储介质

说明书

本发明公开了一种可编辑定义的相机轨迹生成方法、装置、系统和存储介质，包括：基于DSL自定义场景筛选条件、轨迹参数和相机参数；依据自定义的景筛选条件生成筛选指令后通过执行筛选指令从数据库中筛选多个场景；依据自定义的轨迹参数和相机参数生成轨迹生成指令后，在执行轨迹生成指令时根据轨迹参数和相机参数在场景中通过双物理体的轨迹生成策略计算每个时刻的相机位置和视角方向，以形成相机轨迹。通过基于DSL自定义修改的轨迹参数和相机参数，配合通过物理规则确定的相机位置和视角方向来生成满足需求的批量相机轨迹。

技术领域

本发明属于实时绘制领域，尤其涉及可编辑定义的自动化相机轨迹生成方法、装置、系统和存储介质。

背景技术

位置随时间变化的规范称为轨迹，在一些情况下，轨迹完全由任务决定，例如需要跟踪一个已知运动物体的移动，或者简单地从一个位置运动到另一个位置。轨迹是关于时间的位置函数，轨迹生成任务的一个子类是摄像机轨迹生成。

摄像机轨迹生成是为场景生成一个合适的观察轨迹的过程，需要满足现实中加速度、力矩等物理要求，同时更够尽可能覆盖场景中的各个部分。摄像机轨迹生成在稠密三维重建等领域的研究中有着广泛的需求。随着计算机视觉技术的发展，对于视频相关的任务的研究越来越多，促进了很多视频数据集的发布，与此同时人们对于摄像机轨迹生成的需求也越来越大。目前的大多数视频数据集都是使用人手工操作的SLAM系统来收集手持摄像机拍摄的视频，然后将记录下的摄像机轨迹用于计算机视觉相关任务中。然而，依靠人工手动生成轨迹的方式费时费力，同时这样的方法也限制了视频数据集的规模。因此如何快速自动化生成具有多样性的摄像机轨迹就成为了一个待解决的问题。

近年来各种不同方法已经被提出，例如:(1)点到点的轨迹生成方法；(2)通过点的轨迹生成方法。其中点到点的轨迹，直接根据关键点到关键点之间在笛卡尔空间的直线轨迹，可以通过在空间中指定一系列的关键点生成轨迹，这样的方法生成的轨迹一般不够平滑；通过点的轨迹可以通过设置一系列关键点，然后通过贝塞尔曲线差值、三次埃尔米特曲线差值等差值方法得到一段摄像机轨迹，使用通过点的轨迹生成的轨迹相比于点到点的轨迹生成方法更加平滑，但是通过点的轨迹生成方法生成的轨迹会偏离关键点的直线路径可能会与场景中的物体产生碰撞。此外，上述两种方法通常都集中在以半自动化的方式生成轨迹，需要人工设置一系列的关键点，再由算法进行差值。在面对大批量的室内场景数据集的生成时，使用上述的半自动的轨迹生成方法，为每个场景人工设置摄像机轨迹是不现实的，因此亟需一种自动化的轨迹生成方法。

在计算机视觉技术的研究中，不同类型的数据集所需要的轨迹长度，速度等属性往往是不一样的，在研究中对于虚拟场景的摄像机轨迹生成往往需要生成大批量不同长度、速度、视场等参数的摄像机轨迹以匹配不同的真实数据集以提高算法从虚拟场景到真实场景的泛化能力，在这样的背景下，能够快速自动化地为不同任务批量并行生成满足特定要求的摄像机轨迹已成为一个实际的需求。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的是提供一种可编辑定义的自动化相机轨迹生成方法、装置、系统和存储介质，通过基于DSL自定义修改的轨迹参数和相机参数，配合通过物理规则确定的相机位置和视角方向来生成满足需求的批量相机轨迹。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，一种可编辑定义的相机轨迹生成方法，包括以下步骤：

基于DSL自定义场景筛选条件、轨迹参数和相机参数；

依据自定义的景筛选条件生成筛选指令后通过执行筛选指令从数据库中筛选多个场景；

依据自定义的轨迹参数和相机参数生成轨迹生成指令后，在执行轨迹生成指令时根据轨迹参数和相机参数在场景中通过双物理体的轨迹生成策略计算每个时刻的相机位置和视角方向，以形成相机轨迹。

第二方面，一种可编辑定义的相机轨迹生成装置，包括：