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专利号: 2012104012742
申请人: 深圳先进技术研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-09
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种室内场景的分类与重建方法,包括以下步骤:

对需要重建的三维点云进行过分割处理,得到多个光滑的初级曲面片;

将相邻的N个初级曲面片组成次级曲面片,其中N为自然数;

选取多个次级曲面片作为种子,根据预先构建的室内场景分类器筛选初级曲面片加入次级曲面片形成有意义的物体;

利用预先建立的模型库中的模板拟合有意义的物体得到有意义的物体的三维模型。

2.根据权利要求1所述的室内场景的分类与重建方法,其特征在于,所述对需要重建的三维点云进行过分割处理,得到多个光滑的初级曲面片的步骤之前还包括对三维点云的形状特征进行提取与训练得到所述室内场景分类器的步骤。

3.根据权利要求2所述的室内场景的分类与重建方法,其特征在于,所述通过对三维点云的形状特征进行人工提取与训练得到室内场景分类器的步骤之后还包括对需要重建的三维点云进行增强处理的步骤。

4.根据权利要求1所述的室内场景的分类与重建方法,其特征在于,所述利用预先建立的模型库中的模板拟合有意义的物体得到所述有意义的物体的三维模型的步骤之后还包括:删除被错误分割出来的初级曲面片及合并相互重合的初级曲面片的步骤。

5.根据权利要求1所述的室内场景的分类与重建方法,其特征在于,所述选取多个次级曲面片作为种子,根据预先构建的室内场景分类器筛选初级曲面片加入次级曲面片形成有意义的物体的步骤包括:选取多个次级曲面片作为种子;

向每个次级曲面片中加入与每个次级曲面片相邻的所有初级曲面片;

利用室内场景分类器检测每加入一个相邻的初级曲面片后形成的次级曲面片的置信度;

选择置信度最高的一个次级曲面片作为新的次级曲面片;

利用室内场景分类器比较新的次级曲面片与上一次形成的次级曲面片的置信度,当新的次级曲面片的置信度小于上一次形成的次级曲面片的置信度时,结束操作,以最后形成的次级曲面片作为有意义的物体,否则返回向每个次级曲面片中加入与每个次级曲面片相邻的所有初级曲面片的步骤。

6.根据权利要求5所述的室内场景的分类与重建方法,其特征在于,所述选取多个次级曲面片作为种子的步骤中所选取的多个次级曲面片是表面面积较大的次级曲面片。

7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的室内场景的分类与重建方法,其特征在于,所述将形成的有意义的物体与模型库中的模板进行拟合得到有意义的物体的三维模型的步骤包括:根据得到的每一个有意义的物体在模型库中分别选出对应于每一个有意义的物体的全部模板;

将每一个有意义的物体的全部模板分别进行非刚性变形,以使有意义的物体到变形后的模板的单向平均距离最小;

选取变形后的模板到有意义的物体的单向平均距离最小的一个模板替代三维点云中的有意义的物体。

8.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的室内场景的分类与重建方法,其特征在于,所述室内场景分类器是由随机决策森林分类器生成的。

9.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的室内场景的分类与重建方法,其特征在于,所述相邻的N个初级曲面片中任何两个相邻的初级曲面片之间的距离小于15厘米。

10.一种室内场景的分类与重建系统,其特征在于,包括:

过分割模块,用于对需要重建的三维点云进行过分割处理,得到多个光滑的初级曲面片;

组合模块,用于将相邻的N个初级曲面片组成次级曲面片,其中N为自然数;

生长模块,用于选取多个次级曲面片作为种子,根据预先构建的室内场景分类器筛选初级曲面片加入次级曲面片形成有意义的物体;

拟合模块,用于利用预先建立的模型库中的模板拟合有意义的物体得到所述有意义的物体的三维模型。

11.根据权利要求10所述的室内场景的分类与重建系统,其特征在于,所述室内场景的分类与重建系统还包括:分类器生成模块,用于对三维点云的形状特征进行提取与训练得到所述室内场景分类器。

12.根据权利要求10所述的室内场景的分类与重建系统,其特征在于,所述室内场景的分类与重建系统还包括:调整模块,用于删除被错误分割出来的初级曲面片及合并相互重合的初级曲面片。

13.根据权利要求10所述的室内场景的分类与重建系统,其特征在于,所述生长模块包括:曲面片选取模块,用于选取多个次级曲面片作为种子;

添加模块,用于向每个次级曲面片中加入与每个次级曲面片相邻的所有初级曲面片;

检测模块,用于利用室内场景分类器检测每加入一个相邻的初级曲面片后形成的次级曲面片的置信度;

筛选模块,用于选择置信度最高的一个次级曲面片作为新的次级曲面片;

判断模块,用于利用室内场景分类器比较新的次级曲面片与上一次形成的次级曲面片的置信度,当新的次级曲面片的置信度小于上一次形成的次级曲面片的置信度时,结束操作,以最后形成的次级曲面片作为有意义的物体,否则继续向每个次级曲面片中加入与每个次级曲面片相邻的所有初级曲面片的。

14.根据权利要求10所述的室内场景的分类与重建系统,其特征在于,所述拟合模块包括:模板选择模块,用于根据得到的每一个有意义的物体在模型库中分别选出对应于每一个有意义的物体的全部模板;

变形模块,用于将每一个有意义的物体的全部模板分别进行非刚性变形,以使有意义的物体到变形后的模板的单向平均距离最小;

替换模块,用于选取变形后的模板到有意义的物体的单向平均距离最小的一个模板替代三维点云中的有意义的物体。