[发明专利]多机协同扫描方法、装置及电子设备

说明书

本发明提供了一种多机协同扫描方法，所述方法应用于服务器，所述服务器分别与第一无人机和至少一个第二无人机通信连接，所述第一无人机用于扫描待扫描场景的三维体素地图，所述第二无人机用于扫描所述待扫描场景的场景图像，所述待扫描场景包括至少一个待扫描区域，包括：控制所述第一无人机采集当前待扫描区域的三维体素地图，并基于所述三维体素地图生成所述当前待扫描区域对应的覆盖模型；基于所述覆盖模型分别确定各个所述第二无人机对应的扫描轨迹；按照各个所述第二无人机对应的扫描轨迹，控制各个所述第二无人机扫描所述当前待扫描区域的场景图像。本发明可以有效提高扫描场景图像的效率和精度，从而显著提高三维重建效果。

技术领域

本发明涉及无人机扫描技术领域，尤其是涉及一种多机协同扫描方法、装置及电子设备。

背景技术

目前，不论是通过增强现实和虚拟现实实现的城市3D（three-dimensional，三维）内容创建，还是智慧城市的数字孪生和自动驾驶技术，都离不开城市户外环境的重建与绘制，作为继图像和视频之后又一重要媒介的城市实景三维模型的构建，在城市发展中扮演越来越重要的角色，其中，无人机发挥了不可替代的重要作用。无人机广泛应用于空中大规模3D扫描与场景重建，在实际应用中，为了能够获取三维重建效果，需要控制无人机尽可能稠密地采集照片，以便能够较为全面地覆盖建模所需的场景。但是，相关技术提供的三维重建技术中，需要靠经验丰富的飞手控制无人机采集照片，而该技术手段必然难以精准地操控无人机拍摄每一视角的照片。同时，受无人机飞行时间限制，飞手没有充足的时间去思考怎样设计飞行轨迹、姿态和角度等，而且也不能精准的躲避飞行环境中的障碍物，从而导致采集的照片效果不佳，进而影响最终的三维重建效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多机协同扫描方法、装置及电子设备，可以有效提高扫描场景图像的效率和精度，从而显著提高三维重建效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种多机协同扫描方法，所述方法应用于服务器，所述服务器分别与第一无人机和至少一个第二无人机通信连接，所述第一无人机用于扫描待扫描场景的三维体素地图，所述第二无人机用于扫描所述待扫描场景的场景图像，所述待扫描场景包括至少一个待扫描区域，所述方法包括：控制所述第一无人机采集当前待扫描区域的三维体素地图，并基于所述三维体素地图生成所述当前待扫描区域对应的覆盖模型；其中，所述覆盖模型用于覆盖所述当前待扫描区域内的采集视点；基于所述覆盖模型分别确定各个所述第二无人机对应的扫描轨迹；按照各个所述第二无人机对应的扫描轨迹，控制各个所述第二无人机扫描所述当前待扫描区域的场景图像。

在一种实施方式中，所述第一无人机配置有多个图像采集装置，所述图像采集装置包括至少一对双目摄像头；所述控制所述第一无人机采集当前待扫描区域的三维体素地图的步骤，包括：控制所述双目摄像头采集当前待扫描区域的深度图像；将所述深度图像映射到预先配置的球形空间中得到三维体素地图。

在一种实施方式中，所述基于所述覆盖模型分别确定各个所述第二无人机对应的扫描轨迹的步骤，包括：基于所述覆盖模型确定所述当前待扫描区域包含的采集视点集合；基于所述采集视点集合为各个所述第二无人机分配采集任务；其中，所述采集任务包括至少一个采集视点根据所述采集任务规划各个所述第二无人机对应的扫描轨迹。

在一种实施方式中，所述基于所述采集视点集合为各个所述第二无人机分配采集任务的步骤，包括：基于第一参数、第二参数、缩放因子和无人机正常续航能力，将所述采集视点集合划分为至少一个采集视点子集合；其中，第一参数用于表征所述第二无人机起始点到所述采集视点子集合的距离；第二参数用于表征各个所述第二无人机当前续航能力；基于每个所述采集视点子集合分别确定每个所述第二无人机对应的采集任务。

在一种实施方式中，所述基于所述三维体素地图生成所述当前待扫描区域对应的覆盖模型的步骤，包括：按照以下公式构建所述覆盖模型：