[发明专利]一种基于马尔科夫聚类的多房间室内场景结构化重建方法

权利要求书

1.一种基于马尔科夫聚类的多房间室内场景结构化重建方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1、点云上采样与预处理；

步骤2、基于马尔科夫聚类的房间分割；

步骤3、单房间二维线段处理；

步骤4、室内结构化重建。

2.根据权利要求1所述的一种基于马尔科夫聚类的多房间室内场景结构化重建方法，其特征在于，步骤1具体方法如下；

输入数据为三维Mesh模型或三维点云模型，若输入数据是三维点云模型，利用泊松重建方法将三维点云模型转化为三维Mesh模型；随后，以三角面片构成的三维Mesh模型为输入，经过点云的稠密重采样，将三角网格形式的三维Mesh模型数据转化为稠密的点云数据，同时三角网格的法线信息赋给了由三角网格经过上采样得到的点云；然后对上采样后的稠密点云模型进行Ransac平面检测，检测得到场景中的所有平面，获得平面的参数信息；壁面与地面即XOY平面平行，根据平面的法线方向，保留法线与XOY面平行的所有平面，将被保留的壁面三维点云投影到XOY坐标轴上生成二维坐标点；所述的平面的参数信息包括平面法向量、构成平面的线段信息和平面包含的点云。

3.根据权利要求2所述的一种基于马尔科夫聚类的多房间室内场景结构化重建方法，其特征在于，步骤3具体方法如下；

对步骤1投影得到的二维坐标点云进行Ransac直线拟合，得到二维的壁面线段，此时每一条线段代表三维模型中的一个墙面，这些线段具有相对应的法向量，法向量是从线段中心点出发指向房间内部的单位法向量；将每条线段以米为单位划分为单位长度线段，划分后的单位长度线段的法向量方向与原线段的同向；此时通过两线段中心点的连线与两线段的法线方向是否一致作为判断条件，生成线段间的互相可见性图，使用马尔科夫聚类算法进行聚类，至此得到n个线段集合，每个线段集合代表一个房间。

4.根据权利要求3所述的一种基于马尔科夫聚类的多房间室内场景结构化重建方法，其特征在于，步骤3具体方法如下；

对于步骤2房间分割后的每一个单房间线段集合，由于平面检测时对平面的要求高，平面会存在部分的缺失，需要把每一条线段沿着两端延长一定的长度以保证该线段会和其他线段相交，同时根据交点分割线段，过滤多余的部分，由任意的外围线段出发，顺时针角度寻找最外围的相交线段；顺序存储外轮廓线段的点，得到房间外轮廓的点坐标集合。

5.根据权利要求4所述的一种基于马尔科夫聚类的多房间室内场景结构化重建方法，其特征在于，步骤4具体方法如下；

以步骤3的单房间轮廓作为搜索对象，在预先设置的距离和角度阈值范围内搜索具有相反法向量方向的相近平行线；若找到匹配项，则两线段配对形成壁面候选，两壁面线段间的面积确定为墙体区域；对壁面沿Z轴进行恢复，遍历步骤3所有单房间轮廓后，得到室内场景的三维结构图。