專利名稱：一種共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位表示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算幾何學(xué)、圖像處理和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，特別涉及共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的多方位視頻序列中真實(shí)物體的表示方法。
背景技術(shù)：
在協(xié)同式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中，不同的協(xié)同工作用戶進(jìn)入增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景中，經(jīng)常在各自的感知和交互區(qū)域中具有不同的視點(diǎn)和不同的交互，為了使這些用戶能夠共同完成預(yù)定的防作任務(wù)，需要建立一個共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景，從而需要協(xié)同式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能夠描繪多個方位的、不斷變化的真實(shí)環(huán)境，建立基于多視頻序列的場景三維空間模型。其中，對場景中真實(shí)物體進(jìn)行多方位表示是迫切需要解決的問題，具體包括合理有效地設(shè)置多個視頻序列以覆蓋共享場景，傳遞統(tǒng)一各視頻序列觀察到的信息以及對場景中真實(shí)物體進(jìn)行多方位表
7J\ ο為了表現(xiàn)真實(shí)環(huán)境信息，德國克萊斯勒技術(shù)研究部門的Regenbrecht不但為每個用戶配置頭盔顯示器，而且設(shè)置攝像機(jī)獲得真實(shí)環(huán)境的整體信息，可以支持4個以上方位的用戶觀察同一個共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景、與場景中的虛擬物體進(jìn)行交互、進(jìn)行各種協(xié)同工作， 并且使用真實(shí)光源模擬出虛擬光照效果。該系統(tǒng)雖然獲得了多個方位的視頻信息，但并沒有對這些信息進(jìn)行協(xié)同處理，也沒有考慮視頻序列設(shè)置的合理性。針對多個視頻序列設(shè)置問題，Klee提出了著名的畫廊問題給定一個畫廊，需要多少臺攝像機(jī)，應(yīng)該將它們放置在什么位置，能夠確保所有攝像機(jī)觀察區(qū)域的總和最大。 Chvatal首先指出，對于一個含有η個頂點(diǎn)的多邊形，該多邊形中所有的點(diǎn)總可以被[η/3] 個攝像機(jī)觀察到。Fisk證明了該理論，其首先將多邊形分解為多個三角形，然后采用三染色算法對所有的頂點(diǎn)著色，確保相鄰的頂點(diǎn)有不同的顏色，染色最少次數(shù)的顏色對應(yīng)的頂點(diǎn)位置就是攝像機(jī)的擺放點(diǎn)。對于多視頻序列的協(xié)同問題，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的Pilet等人提出了支持多個用戶的協(xié)同式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中多視頻序列的注冊信息互補(bǔ)的方法和光照信息獲取的方法，如果從其中一個視頻無法完整觀察到標(biāo)志物，可利用其他方位的注冊信息來補(bǔ)充本方位注冊信息，使得虛擬的物體被正確的注冊到標(biāo)志物上，但是該系統(tǒng)沒有考慮互補(bǔ)過程中產(chǎn)生的誤差對互補(bǔ)結(jié)果造成的影響。奧地利格拉茲理工大學(xué)的khall等人利用基準(zhǔn)標(biāo)志物，完成了大規(guī)模場景的拼接和建模。該方法將大規(guī)模場景分為幾個部分，每兩個相鄰部分之間放置了一系列的基準(zhǔn)標(biāo)識物，利用該基準(zhǔn)標(biāo)識物可確定視頻序列的空間位置關(guān)系。首先從編號為1的空間開始測量，當(dāng)獲得該空間內(nèi)所有采集點(diǎn)的信息并存入計算機(jī)后，再對下一個空間進(jìn)行測量，這樣所有空間的采集點(diǎn)信息均可獲得，并且由于不同空間交界區(qū)域的標(biāo)志物被測量到2次，則經(jīng)過坐標(biāo)換算后，即可得到兩個空間的位置關(guān)系，如此對整個空間測量完畢后，即可得到多個空間之間的位置關(guān)系，并可根據(jù)此關(guān)系建立出整個場景的三維模型，該項目的坐標(biāo)變換算法值得借鑒。
美國佛羅里達(dá)大學(xué)的王錫勇等人基于顏色標(biāo)記注冊的激光3維掃描模型將真實(shí)物體融入虛擬的場景中。首先，使用一個3D掃描儀將真實(shí)物體用掃描線表示成一個虛擬模型，然后，除去產(chǎn)生的噪音，排列掃描線，最后將掃描線間的空白填充。為了實(shí)時跟蹤真實(shí)物體，該系統(tǒng)使用了顏色標(biāo)定物來獲得真實(shí)物體的位置，由此計算出對應(yīng)的虛擬模型在虛擬坐標(biāo)下的位置，并進(jìn)行繪制，該系統(tǒng)能夠很好的使用戶在虛擬場景中體驗(yàn)事件，但是該方法采用儀器比較昂貴，只限于極少用戶。通過分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀可以得出，雖然目前有不少組織或機(jī)構(gòu)在研究協(xié)同式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中真實(shí)物體的多方位表示，但還存在三個方面的問題首先目前大多數(shù)共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景都很少考慮如何利用較少的攝像頭來獲得較大的觀察范圍，其都假定設(shè)置的視頻序列已經(jīng)能夠充分獲得所需要的真實(shí)環(huán)境信息，并沒有對多視頻序列的設(shè)置方法進(jìn)行描述；其次，在設(shè)置多視頻序列之后，現(xiàn)有機(jī)構(gòu)較少對注冊信息互補(bǔ)進(jìn)行研究，即使有考慮該問題，也很少考慮誤差對互補(bǔ)結(jié)果帶來的影響，沒有將誤差分析反饋到互補(bǔ)計算中；最后，在面向協(xié)同工作任務(wù)的真實(shí)物體表示中，許多方法將整個環(huán)境進(jìn)行建模，計算量大，并沒有考慮到共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景中信息共享的需要。由于每個協(xié)作用戶具有不同的感知和交互區(qū)域，因此其所需的真實(shí)物體信息往往不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用較少的攝像頭來獲得較大的觀察范圍，減少誤差對互補(bǔ)結(jié)果帶來的影響，實(shí)現(xiàn)共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景中信息共享。為此，本發(fā)明公開了一種共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位表示方法。所述真實(shí)物體多方位表示方法步驟如下步驟一、將共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景抽象在一個平面上，形成為多邊形結(jié)構(gòu)，對該多邊形結(jié)構(gòu)進(jìn)行分割，并根據(jù)分割結(jié)果計算能夠覆蓋觀測共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景中所有部分所需的最少數(shù)量的觀測點(diǎn)；步驟二、在共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景中，為每個觀測點(diǎn)設(shè)置至少一個基準(zhǔn)標(biāo)識物，確定每一個觀測點(diǎn)的觀測區(qū)域，計算各觀測點(diǎn)的觀測區(qū)域內(nèi)的尺度不變特征向量，并利用基準(zhǔn)標(biāo)識物和特征匹配確定各觀測點(diǎn)之間的共享觀測區(qū)域；步驟三、每個觀測點(diǎn)在基準(zhǔn)標(biāo)識物的指引下進(jìn)行三維注冊，并由此獲得每個觀測點(diǎn)的位置；步驟四、根據(jù)兩個觀測點(diǎn)對其共享觀測區(qū)域內(nèi)的基準(zhǔn)標(biāo)識物的觀測結(jié)果，計算這兩個觀測點(diǎn)的空間位置關(guān)系；步驟五、重復(fù)步驟四，直到計算出每一個觀測點(diǎn)與至少一個其它觀測點(diǎn)彼此之間的空間位置關(guān)系；步驟六、抓取要建模的真實(shí)物體信息，構(gòu)建該真實(shí)物體相對于每一個觀測點(diǎn)的側(cè)影輪廓圖和視差圖；步驟七、根據(jù)側(cè)影輪廓圖和視差圖，快速創(chuàng)建出任一新觀測點(diǎn)的真實(shí)物體模型。優(yōu)選的是，所述的共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位建模方法中，在所述步驟一中，將共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景抽象在一個平面上是通過將共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的邊緣投影到一水平平面上來實(shí)現(xiàn)的。
優(yōu)選的是，所述的共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位建模方法中，在所述步驟一中，對該多邊形結(jié)構(gòu)進(jìn)行分割是通過三角形分割法實(shí)現(xiàn)的，即將該多邊形結(jié)構(gòu)分割成彼此之間無重疊區(qū)域的多個三角形。優(yōu)選的是，所述的共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位建模方法中，所述觀測點(diǎn)即為攝像機(jī)位。優(yōu)選的是，所述的共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位建模方法中，抓取要建模的真實(shí)物體信息是通過人工選取的方式獲得的。優(yōu)選的是，所述的共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位建模方法中，在所述步驟六中，抓取要建模的真實(shí)物體信息是通過檢測到共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景中新進(jìn)入真實(shí)物體，并抓取該真實(shí)物體的方式獲得的。優(yōu)選的是，所述的共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位建模方法中，在所述步驟六中，構(gòu)建該真實(shí)物體相對于每一個觀測點(diǎn)的視差圖是通過在每一個觀測點(diǎn)取兩個攝像機(jī)位，通過兩個攝像機(jī)位測定真實(shí)物體的縱深距離，以形成視差圖。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明針對共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景中真實(shí)環(huán)境信息獲取的需求，使用較少數(shù)目的采集設(shè)備，同時保證充分獲取場景環(huán)境信息，以顯著降低后續(xù)共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景應(yīng)用的計算開銷。2、采用注冊信息互補(bǔ)的方式解決了單一視頻序列無法觀察到所有場景的問題，同時部分避免了視頻序列自身三維注冊失敗的可能。3、針對共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景中真實(shí)物體表示方法的常見問題，采用了基于視覺的三維凸包方法，在表述真實(shí)物體表面點(diǎn)與視頻序列空間位置關(guān)系的同時，控制了信息量的膨脹，能夠快速響應(yīng)新加入?yún)f(xié)同用戶，滿足共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的需要。說明書附1是該發(fā)明一種共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位表示方法的模塊設(shè)計圖；圖2是該發(fā)明一種共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位表示方法中多視頻序列的注冊信息互補(bǔ)示意圖；圖3是該發(fā)明一種共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位表示方法中相鄰視頻序列傳遞注冊信息示意圖；圖4是該發(fā)明一種共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位表示方法中多視頻序列的注冊信息傳遞流程圖；圖5是該發(fā)明一種共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位表示方法中新協(xié)同用戶快速三維注冊的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員參照本說明書后能夠據(jù)以實(shí)施。如

圖1所示，本發(fā)明的一種共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位表示方法，包括如下步驟步驟一、多視頻序列設(shè)置點(diǎn)計算模塊，將共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景區(qū)域抽象為一個平面多邊形P，利用掃描線算法，將平面多邊形分割為彼此之間無重疊區(qū)域的多個三角形，首先將多邊形劃分為多個單調(diào)多邊形，然后將每個單調(diào)多邊形劃分為多個三角形，在多邊形分解為三角形的過程中，會產(chǎn)生連線來連接多邊形的不同頂點(diǎn)，這些連線完全在多邊形內(nèi)部， 這樣的連線被稱為對角線，在選擇設(shè)置點(diǎn)時，先計算經(jīng)過每個頂點(diǎn)的對角線條數(shù)，并統(tǒng)計其中的最大值，將對角線條數(shù)最多的頂點(diǎn)作為設(shè)置點(diǎn)；再計算從該頂點(diǎn)可以觀察到的三角形的集合，并將之從區(qū)域P中去除，同時更新剩余區(qū)域的對角線，直到剩余區(qū)域?yàn)榱悖?dāng)場景P 內(nèi)存在真實(shí)物體時，真實(shí)物體內(nèi)部的點(diǎn)并不需要被觀察到，且對部分場景造成遮擋，此時將場景中的真實(shí)物體抽象表示為P的一個內(nèi)部多邊形P'，即P內(nèi)部的一個“空洞”，在初始工作中利用對角線分割，將P'的區(qū)域從P中去除，保證P-P'內(nèi)的所有點(diǎn)被觀察；步驟二、如圖2所示，在共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景中，為每個觀測點(diǎn)設(shè)置至少一個基準(zhǔn)標(biāo)識物，確定每一個觀測點(diǎn)的觀測區(qū)域，然后使用尺度不變特征對兩幅視頻序列圖像進(jìn)行特征點(diǎn)提取匹配，尺度不變特征是圖像的局部特征，其對旋轉(zhuǎn)、尺度縮放、亮度變化保持不變性，對視角變化、仿射變換、噪聲也保持一定程度的穩(wěn)定性，首先生成尺度空間，基于尺度空間，進(jìn)行初步的空間極值點(diǎn)檢測，然后去除不穩(wěn)定的極值點(diǎn)，為使算法具有旋轉(zhuǎn)不便性，利用剩余極值點(diǎn)鄰域像素的梯度方向分布特性為每個關(guān)鍵點(diǎn)指定方向參數(shù)，最后為每個特征點(diǎn)生成1 維的特征描述符，當(dāng)獲得兩個方位的視頻圖像后，根據(jù)尺度不變算法生成了大量點(diǎn)的特征描述符，然后按照歐氏距離匹配法計算匹配點(diǎn)對，此處引入比較閥值，來衡量點(diǎn)與點(diǎn)之間的特征匹配程度，若歐式距離最小值和次小值的比值大于比較閥值，則匹配失敗， 反之匹配成功，比較閥值越小，匹配結(jié)果越精確，得到的匹配點(diǎn)對數(shù)越少；步驟三、對于存在共享區(qū)域的兩個視頻序列V(I)與AK2)，若都可以觀察到某基準(zhǔn)標(biāo)識物m，通過特征點(diǎn)提取發(fā)現(xiàn)，V(I), V(2)的視頻圖像中m對應(yīng)的區(qū)域有一定的特征點(diǎn)， 接著進(jìn)行特征點(diǎn)匹配處理，匹配點(diǎn)對大量存在于m對應(yīng)的圖像區(qū)域中，若匹配點(diǎn)對的數(shù)目大于某個閥值，則可以認(rèn)為該標(biāo)識物m是V(I)與V(2)的一個共享區(qū)域，當(dāng)確定了不同視頻序列的共享區(qū)域后，需要選擇共享區(qū)域中一點(diǎn)P (此時P處于世界坐標(biāo)系下)，根據(jù)投影原理，不同視頻序列具有不同的攝像頭坐標(biāo)系，由于P向不同視頻序列的圖像平面投影，會產(chǎn)生不同的視景矩陣，由于P為共享區(qū)域內(nèi)一點(diǎn)，可利用P的傳遞性質(zhì)計算不同視頻序列的空間位置關(guān)系，故設(shè)P向V(I)的視景矩陣為M1，其表示從ρ點(diǎn)的世界坐標(biāo)系變換到V(I)的攝像頭坐標(biāo)系，P向V(2)的視景矩陣為M2，其表示從ρ點(diǎn)的世界坐標(biāo)系變換到V(2)的攝像頭坐標(biāo)系，從V(I)所處的攝像頭坐標(biāo)系變換到V(2)所處的攝像頭坐標(biāo)系，其變換矩陣為 M1-^M2,將矩陣表示為視頻序列的位置關(guān)系；步驟四、如圖3所示，在某一時刻，空間一點(diǎn)ρ在視頻序列V(I)的觀察范圍內(nèi)，點(diǎn) P其和V(I)的位置關(guān)系為SP(V(1)，P)，對于視頻序列V (2)來說，P可能不在V (2)的觀察范圍內(nèi)，或者由于真實(shí)物體之間的遮擋，使得V(2)并不能看到ρ點(diǎn)，因此無法直接得出ρ和 V(2)的位置關(guān)系SP(W2)，p)，根據(jù)上述確定了的V(I)和V⑵的位置關(guān)系SP(VQ)，V(I))， 推導(dǎo)出SP(V(2), p) = SP(V(2)，V(l))*SP(V(l)，p)，互補(bǔ)分為鄰近視頻序列之間的互補(bǔ)和非鄰近視頻序列之間的互補(bǔ)，此時用跳數(shù)來衡量視頻序列之間的“距離”，對于兩個存在共享區(qū)域的視頻序列，該距離只是1跳，根據(jù)互補(bǔ)算法，當(dāng)某一視頻序列V(O)需要獲得空間中某一點(diǎn)P的注冊信息時，V(O)向鄰近視頻序列集合發(fā)出請求，若某視頻序列V(i)從視頻序列V(i-l)收到互補(bǔ)注冊請求且可以觀察到P點(diǎn)的注冊信息，則向視頻序列V(i-l)發(fā)出回復(fù)，該回復(fù)包含點(diǎn)P到視頻序列V(i)的標(biāo)定注冊信息Mpsw，該回復(fù)消息將沿著詢問路徑逆向返回初始詢問視頻序列V(O)，若視頻序列V(i)依然無法得出ρ點(diǎn)的注冊信息，則轉(zhuǎn)向其鄰近的視頻序列V(i+1)發(fā)出新的請求，當(dāng)視頻序列V(O)獲得互補(bǔ)注冊回復(fù)信息時，根據(jù)視頻序列之間的空間位置關(guān)系計算出P點(diǎn)對于V(O)的注冊信息；步驟五、使用背景相減法將新得到的每一幀圖像和一個背景圖像進(jìn)行比較，得到真實(shí)物體在某一視頻序列中的投影輪廓，對每對像素差異使用閾值化處理，從而確定出每幀圖像中的屬于前景的位置，前景即用戶所關(guān)心的真實(shí)物體；步驟六、對于一個視頻序列，為了計算從該方位觀察到的點(diǎn)的世界坐標(biāo)值，需要獲得對應(yīng)的視差圖，首先需要在視頻序列所在方位，設(shè)置兩個攝像頭獲得兩幅圖像，圖像中除了被遮擋的區(qū)域以外，所有的象素點(diǎn)都可以在另外一幅圖像中得到響應(yīng)的匹配點(diǎn)，然后在兩幅圖像符合極線約束的對應(yīng)掃描線上搜索并評價匹配象素序列，并計算匹配點(diǎn)對的橫坐標(biāo)差值，將該差值作為視差值保存到視差圖中，當(dāng)計算得出物體在圖像上的側(cè)影輪廓線以及獲得該方位下的視差圖之后，利用投影公式計算得出該方位可見的真實(shí)物體表面點(diǎn)在世界坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)值，然后在每個方位利用雙目立體視覺，分別獲得左右圖像的外參數(shù)矩陣，并計算左右攝像機(jī)的距離b，同時基于計算機(jī)標(biāo)定方法保存攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)矩陣， 通過遍歷側(cè)影輪廓圖內(nèi)為前景物體的點(diǎn)，利用內(nèi)外參數(shù)矩陣、b以及該點(diǎn)對應(yīng)的視差值大小，利用投影公式，將圖像平面的二維像素點(diǎn)投影到攝像機(jī)坐標(biāo)系中，即可得到對應(yīng)的三維坐標(biāo)點(diǎn)，由于存在多個方位的攝像機(jī)，因此，需要將不同的攝像機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng)一到一個世界坐標(biāo)系中，對于投影后的三維坐標(biāo)點(diǎn)，還需要根據(jù)已求得的外參數(shù)信息將其變換到世界坐標(biāo)系中，此時各個方位計算得到的三維點(diǎn)集可統(tǒng)一到一個世界坐標(biāo)系中；步驟七、當(dāng)計算得到某視頻序列可觀察到的真實(shí)物體表面點(diǎn)之后，此時得到的是部分表面點(diǎn)的點(diǎn)云集合，然后使用點(diǎn)云的三維凸包來表示真實(shí)物體的表面形狀首先選擇不共面的四個點(diǎn)，構(gòu)造一個四面體，然后對于剩余的點(diǎn)，按照一定的次序增加到當(dāng)前構(gòu)造的多面體中，若新加入的點(diǎn)在多面體內(nèi)部，則可以直接忽略，處理下一個點(diǎn)，若新加入的點(diǎn)在多面體外部，則需要構(gòu)造新的邊和面，添加到當(dāng)前的多面體內(nèi)，并刪除那些不可見的邊和面，最后得到真實(shí)物體的模型；步驟八、如圖5所示，對于新進(jìn)入的用戶，其首先向所有初始用戶發(fā)出初始化請求，確定其鄰近的視頻序列，若視頻序列之間存在共享區(qū)域，則可根據(jù)共享區(qū)域內(nèi)一點(diǎn)計算視頻序列之間的空間位置關(guān)系，并保存該位置信息，若視頻序列之間不存在共享區(qū)域，則其它方位的視頻序列通過網(wǎng)絡(luò)傳輸傳回空值，當(dāng)新用戶確定了和其最鄰近的左右視頻序列之后，向這兩個視頻序列發(fā)出請求，獲取該兩個方位已有的真實(shí)物體表示信息，此時新方位得到的依然是真實(shí)物體表面點(diǎn)的點(diǎn)集，可對兩個方位返回的多個點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，得到新的真實(shí)物體的模型。
權(quán)利要求
1.一種共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位建模方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一、將共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景抽象在一個平面上，形成為多邊形結(jié)構(gòu)，對該多邊形結(jié)構(gòu)進(jìn)行分割，并根據(jù)分割結(jié)果計算能夠覆蓋觀測共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景中所有部分所需的最少數(shù)量的觀測點(diǎn)；步驟二、在共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景中，為每個觀測點(diǎn)設(shè)置至少一個基準(zhǔn)標(biāo)識物，確定每一個觀測點(diǎn)的觀測區(qū)域，計算各觀測點(diǎn)的觀測區(qū)域內(nèi)的尺度不變特征向量，并利用基準(zhǔn)標(biāo)識物和特征匹配確定各觀測點(diǎn)之間的共享觀測區(qū)域；步驟三、每個觀測點(diǎn)在基準(zhǔn)標(biāo)識物的指引下進(jìn)行三維注冊；步驟四、根據(jù)兩個觀測點(diǎn)對其共享觀測區(qū)域內(nèi)的基準(zhǔn)標(biāo)識物的觀測結(jié)果，計算這兩個觀測點(diǎn)的空間位置關(guān)系；步驟五、重復(fù)步驟四，直到計算出每一個觀測點(diǎn)與至少一個其它觀測點(diǎn)彼此之間的空間位置關(guān)系；步驟六、抓取要建模的真實(shí)物體信息，構(gòu)建該真實(shí)物體相對于每一個觀測點(diǎn)的側(cè)影輪廓圖和視差圖；步驟七、根據(jù)側(cè)影輪廓圖和視差圖，快速創(chuàng)建出任一新觀測點(diǎn)的真實(shí)物體模型。
2.如權(quán)利要求1所述的共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位建模方法，其特征在于， 在所述步驟一中，將共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景抽象在一個平面上是通過將共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的邊緣投影到一水平平面上來實(shí)現(xiàn)的。
3.如權(quán)利要求1所述的共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位建模方法，其特征在于， 在所述步驟一中，對該多邊形結(jié)構(gòu)進(jìn)行分割是通過三角形分割法實(shí)現(xiàn)的，即將該多邊形結(jié)構(gòu)分割成彼此之間無重疊區(qū)域的多個三角形。
4.如權(quán)利要求1所述的共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位建模方法，其特征在于， 所述觀測點(diǎn)即為攝像機(jī)位。
5.如權(quán)利要求1所述的共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位建模方法，其特征在于， 抓取要建模的真實(shí)物體信息是通過人工選取的方式獲得的。
6.如權(quán)利要求1所述的共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位建模方法，其特征在于， 在所述步驟六中，抓取要建模的真實(shí)物體信息是通過檢測到共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景中新進(jìn)入真實(shí)物體，并抓取該真實(shí)物體的方式獲得的。
7.如權(quán)利要求1所述的共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位建模方法，其特征在于， 在所述步驟六中，構(gòu)建該真實(shí)物體相對于每一個觀測點(diǎn)的視差圖是通過在每一個觀測點(diǎn)取兩個攝像機(jī)位，通過兩個攝像機(jī)位測定真實(shí)物體的縱深距離，以形成視差圖。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種共享增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場景的真實(shí)物體多方位表示方法。包括步驟根據(jù)場景區(qū)域頂點(diǎn)分布特點(diǎn)，針對視頻序列對場景的覆蓋范圍及所需設(shè)備數(shù)目，優(yōu)化多視頻序列的設(shè)置方式，確定每個視頻序列的觀察區(qū)域后利用基準(zhǔn)標(biāo)識物和不同方位視頻序列的尺度不變特征匹配確定視頻序列之間的共享區(qū)域，計算各視頻序列的空間位置關(guān)系，然后使用基準(zhǔn)標(biāo)識物完成各視頻序列中的虛實(shí)注冊，再綜合各視頻序列對真實(shí)物體的局部描繪，利用計算機(jī)視覺原理估計真實(shí)物體的三維凸包，對進(jìn)入的新協(xié)作用戶，根據(jù)其視頻序列的空間位置關(guān)系，給出快速注冊方法，繪制真實(shí)物體在各方位視頻序列中的二維映射效果。本發(fā)明提供的方法應(yīng)用成本低，能夠快速響應(yīng)新加入?yún)f(xié)同用戶。
文檔編號G06T7/00GK102509348SQ20111028720
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者趙沁平, 郭侃侃, 郭宇, 金鑫, 陳小武 申請人:北京航空航天大學(xué)