[发明专利]三维场景重建方法及装置、BIM模型的优化方法及装置

说明书

本发明公开了三维场景重建方法及装置、BIM模型的优化方法及装置。该方法包括：获取视觉传感器在不同位姿下采集的建筑外围的视觉数据以及所述视觉传感器在曝光过程中的IMU数据和GNSS数据；根据所述IMU数据和GNSS数据确定所述视觉传感器的位姿；根据所述位姿对不同位姿采集的视觉数据进行配准处理；根据所述IMU数据、GNSS数据和经过配准处理的视觉数据构建所述建筑外围的三维点云模型。生成建筑外围的三维点云模型时，将IMU数据和GNSS数据作为辅助数据，结合建筑外围的视觉数据构建建筑的三维点云模型，能够提取建筑更多特征，可以解决因建筑包含相似部件、表面反光的建筑点云建模困难问题。

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种三维场景重建方法及装置、BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)模型的优化方法及装置。

背景技术

三维重建技术通过对视觉数据或者激光扫描数据进行处理，能够把真实场景刻画成符合计算机逻辑表达的数学模型。这种模型可以对如文物保护、游戏开发、建筑设计、临床医学等研究起到辅助的作用。现有技术中，对于复杂建筑，由于其严重遮挡、部件相似、表面反光等原因，无法进行精确的三维建模。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中对于复杂建筑，由于其严重遮挡、部件相似、表面反光等原因，无法进行精确的三维建模的缺陷，提供一种三维场景重建方法及装置、BIM模型的优化方法及装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

第一方面，提供一种三维场景重建方法，包括：

获取视觉传感器在不同位姿下采集的建筑外围的视觉数据以及所述视觉传感器在曝光过程中的IMU(Inertial measurement unit，惯性测量单元)数据和GNSS(GlobalNavigation Satellite System，全球导航卫星系统)数据；

根据所述IMU数据和GNSS数据确定所述视觉传感器的位姿；

根据所述位姿对不同位姿采集的视觉数据进行配准处理；

根据所述IMU数据、GNSS数据和经过配准处理的视觉数据构建所述建筑外围的三维点云模型。

可选地，根据所述IMU数据和GNSS数据和经过配准处理的视觉数据构建所述建筑的三维视觉点云模型，包括：

根据所述IMU数据和GNSS数据，结合三角测量算法对经过配准处理的视觉数据进行光束法平差处理，得到所述建筑外围的三维点云模型。

可选地，还包括：

建立建筑室内的三维点云模型；

将对所述建筑外围的三维点云模型和所述建筑室内的三维点云模型进行配准融合，得到建筑整体的三维点云模型。

可选地，将对所述建筑外围的三维点云模型和所述建筑室内的三维点云模型进行配准融合，包括：

分别提取所述建筑外围的三维点云模型和所述建筑室内的三维点云模型的语义和几何特征，其中，所述语义表征所述建筑所包含的部件的名称；

将所述建筑外围的三维点云模型与所述建筑室内的三维点云模型中语义和几何特征均相匹配的点确定为匹配点，并根据所述匹配点对所述建筑外围的三维点云模型和所述建筑室内的三维点云模型进行配准融合。

第二方面，提供一种BIM模型的优化方法，包括：

获取建筑的BIM模型；

获取参照所述BIM模型的模型参数施工建立的建筑的三维点云模型，所述三维点云模型根据上述任意一项所述的三维场景重建方法所建立；

根据所述三维点云模型对所述BIM模型进行优化。