[发明专利]一种基于在线结构分析的室内场景实时重建方法

摘要

本发明公开了一种基于在线结构分析的室内场景实时重建方法，该方法采用深度相机作为输入，对每一帧输入的深度图进行逐像素的标记，将深度图中的各个平面及物体分别标记出来，利用标记将对应的平面和物体进行更新，然后合成新的深度图用于下一帧摄像机的位置的计算；本发明通过结构信息对KinectFusion进行了增强，能够将其中的平面和物体进行分割，通过实时分析，对结构信息进行更新，使得用户能够操纵整个扫描过程，减少了扫描的工作量；通过对平面结构，平面之间的相互关系，重复物体进行分析，能够进一步提高系统的稳定性，并使得结果更加精确。

主权项

一种基于在线结构分析的室内场景实时重建方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）体数据融合：首先根据上一帧深度图和摄像机位置，用ICP计算当前帧的摄像机位置，将当前帧深度图融合到体数据中去，并从当前帧的摄像机位置重新计算当前视点下体素隐式曲面的深度图，并从体数据中读出每一个体素的ID值，这个ID包含每一个体素的对应的平面或物体；（2）平面像素标记：对每一个像素，根据从体数据中读出的ID值，标记出已知平面，然后从未标记为平面的像素中识别出新的平面并进行标记；（3）物体像素标记：对所有还没有被标记为平面的像素，根据从体数据中读出的ID值，标记出已知物体，然后从未标记为平面或物体的像素中识别出新的物体并进行标记；（4）平面边界点标记：找出所有平面的边界点，记录下这些边界点对应的平面及空间坐标；（5）场景数据更新：根据从当前帧标记出的平面像素，以及平面的边界点，更新平面方程及平面的边界，或创建新的平面；根据平面的相互关系，对平面进一步修整；根据从当前帧标记出的物体像素，更新物体的包围盒，并搜索重复物体；最后将当前帧所有的标记都写入体素中，并根据标记合成出新的深度图，把合成的深度图用于下一帧摄像机位置计算。