【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及計算機視覺與計算機圖形學領域，特別涉及一種可無界擴展的大場景高保真實景三維建模方法。
技術介紹
1、城市級三維建模是一種將城市或城市區域以及其周邊環境的地理信息進行數字化表示的技術。它可以通過創建精確的三維模型來模擬城市的外觀、結構和地形，為城市規劃、土地管理、交通規劃、建筑設計、可視化仿真等領域提供支持。利用三維建模技術可以對數字孿生，元宇宙的發展提供技術支持，推動智慧城市和數字經濟發展的建設。
2、目前利用無人機進行三維重建的技術有slam,sfm,nerf等。但是它們均存在一些問題。
3、(1)模型容量有限，無法訓練大規模城市級場景。
4、(2)訓練渲染時間過長，以及會導致內存溢出。
技術實現思路
1、為了解決現有問題，本專利技術提供了一種可無界擴展的大場景高保真實景三維建模方法，具體方案如下：
2、一種可無界擴展的大場景高保真實景三維建模方法，包括以下步驟：
3、s1，收集無人機多視角影像數據；
4、s2，將收集到的圖片數據輸入到colmap中，利用colmap生成相機的位姿圖以及場景點云數據；
5、s3，將整個場景劃分成多個小塊，利用點云存儲的坐標信息，求出每個塊的質心，根據子區域質心對場景稀疏點云進行分塊，同時利用點云與相機的對應關系檢索出每個子區域對應的相機位姿，得到場景劃分后的不同塊的點云和相機位姿；
6、s4，將處理后的數據信息傳入3d?gaussian?
7、s5，通過快速α-blending渲染，以實現快速且視覺上逼真的渲染效果；
8、s6，在前端瀏覽器上對訓練完成的塊進行渲染和融合，得到任意視角下的三維場景；
9、s7，調整前端相機高度，得到不同精度三維場景。
10、優選地，步驟s1具體為選取區域，利用無人機對場景進行傾斜攝影，無人機按照規劃路徑形成點陣網格航線飛行；通過無人機軟件自動生成航線方案，無人機調成自動飛行模式按照規劃航線進行飛行任務，同時變換無人機的高度，收集不同高度層次的無人機圖像數據。
11、優選地，步驟s3中質心的計算方法為：將所有的點云設置為一個集合n，按照預先設定的分塊數量，根據公式計算出每個塊的質心位置，其中n表示每個點云的位置，x表示某一個塊的質心，同時，步驟s3中分塊的方法為：根據塊的數量和質心的位置，將整個場景的點云和相機位姿劃分成多個對應的塊。
12、優選地，步驟s4具體為：將處理后的數據傳入3d?gaussian?splatting進行并行訓練，利用公式算出模型的損失函數，其中總損失函數，是兩個不同損失項的加權和；λ一個介于0和1之間的權重系數，用來平衡兩種損失的貢獻；表示損失，衡量預測值與真實值之間的絕對差異；結構相似性損失d-ssim，是ssim(structural?similarity?index?measure)的一種變體，用于衡量兩幅圖像在視覺質量上的相似度。
13、優選地，步驟s6具體為：加載某個塊，然后根據相機的視覺位置動態地從內存中交換不同塊的數據，防止內存溢出。
14、本專利技術還揭示了一種計算機可讀存儲介質，介質上存有計算機程序，計算機程序運行后，執行如上述任一項所述的方法。
15、本專利技術還揭示了一種計算機系統，包括處理器、存儲介質，存儲介質上存有計算機程序，處理器從存儲介質上讀取并運行計算機程序以執行如上任一項所述的方法
16、本專利技術的有益效果在于：
17、本專利技術支持構建無邊界城市級大場景，場景之間能夠并行訓練，節約計算資源與時間。支持對點云進行壓縮和優化，實現分塊后能在瀏覽器上融合并實時渲染出無邊界高保真實景大場景。算法具有穩定性高，能可視化的特點。
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1.一種可無界擴展的大場景高保真實景三維建模方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟S1具體為選取區域，利用無人機對場景進行傾斜攝影，無人機按照規劃路徑形成點陣網格航線飛行；通過無人機軟件自動生成航線方案，無人機調成自動飛行模式按照規劃航線進行飛行任務，同時變換無人機的高度，收集不同高度層次的無人機圖像數據。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中質心的計算方法為：將所有的點云設置為一個集合N，按照預先設定的分塊數量，根據公式計算出每個塊的質心位置，其中n表示每個點云的位置，x表示某一個塊的質心，同時，步驟S3中分塊的方法為：根據塊的數量和質心的位置，將整個場景的點云和相機位姿劃分成多個對應的塊。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4具體為：將處理后的數據傳入3DGaussian?Splatting進行并行訓練，利用公式算出模型的損失函數，其中總損失函數，是兩個不同損失項的加權和；λ一個介于0和1之間的權重系數，用來平衡兩種損失的貢獻；表示損失，衡量預測值與真實值之間的絕對差異
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S6具體為：加載某個塊，然后根據相機的視覺位置動態地從內存中交換不同塊的數據，防止內存溢出。
6.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于：介質上存有計算機程序，計算機程序運行后，執行如權利要求1至5中任一項所述的方法。
7.一種計算機系統，其特征在于：包括處理器、存儲介質，存儲介質上存有計算機程序，處理器從存儲介質上讀取并運行計算機程序以執行如權利要求1至5中任一項所述的方法。
...【技術特征摘要】
1.一種可無界擴展的大場景高保真實景三維建模方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟s1具體為選取區域，利用無人機對場景進行傾斜攝影，無人機按照規劃路徑形成點陣網格航線飛行；通過無人機軟件自動生成航線方案，無人機調成自動飛行模式按照規劃航線進行飛行任務，同時變換無人機的高度，收集不同高度層次的無人機圖像數據。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s3中質心的計算方法為：將所有的點云設置為一個集合n，按照預先設定的分塊數量，根據公式計算出每個塊的質心位置，其中n表示每個點云的位置，x表示某一個塊的質心，同時，步驟s3中分塊的方法為：根據塊的數量和質心的位置，將整個場景的點云和相機位姿劃分成多個對應的塊。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s4具體為：將處理后的數據傳入3dgaussian?splattin...
【專利技術屬性】
技術研發人員：葛一烽，馬斅良，查正東，薛超中，王震武，
申請(專利權)人：中科星圖數字地球合肥有限公司，
類型：發明
國別省市：
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