(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210881775.9 (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 河南中原动亮智能科技有限公司 地址 450018 河南省河南自贸试验区郑州 片区(郑东)三全 路与龙源四街交叉口 中原科技城创新孵化基地C座2层001 室 (72)发明人 薛均晓　刘亚坤　万里红　 (74)专利代理 机构 广州三环 专利商标代理有限 公司 44202 专利代理师 吴松滨 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06V 10/44(2022.01) (54)发明名称 一种基于场景稀 疏特征的三维重建方法、 装 置及存储介质 (57)摘要 本发明公开了一种基于场景稀疏特征的三 维重建方法、 装置及存储介质， 其中方法包括： 获 取城市场景的多视角图像； 根据相机的运动方向 和场景的重力矢量计算得到多视角图像的地平 面法线； 将多视角图像中同一个公共垂直立面上 的三维点投影到一条线上， 计算在0 °到90°均匀 采样的旋转向量， 根据旋转向量确定多视角图像 的立面法线； 分别以地平面法线和立面法线为扫 描方向， 对多视角图像扫描 得到每一扫描方向的 平面族； 筛选出平面族中的场景稀疏特征， 基于 场景稀疏特征提取多视角图像的深度图， 根据深 度图构建目标场景的三维模型。 本发 明能够有效 减少需要扫描的平面数量， 从而能够有效提高三 维重建的效率。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115294270 A 2022.11.04 CN 115294270 A 1.一种基于场景稀疏 特征的三维重建方法， 其特 征在于， 包括： 获取城市场景的多视角图像； 根据相机的运动方向和场景的重力矢量计算得到所述多视角图像的地平面法线； 将所述多视角图像中同一个公共垂直立面上的三维点投影到一条线上， 计算在0 °到 90°均匀采样的旋转向量， 根据所述旋转向量确定所述多视角图像的立 面法线； 分别以所述地平面法线和立面法线为扫描方向， 对所述多视角图像扫描得到每一扫描 方向的平面族； 筛选出所述平面族中的场景稀疏特征， 基于所述场景稀疏特征提取所述多视角图像的 深度图， 根据所述深度图构建目标场景的三维模型。 2.如权利要求1所述的基于场景稀疏特征的三维重建方法， 其特征在于， 所述根据相机 的运动方向和场景的重力矢量计算得到所述多视角图像的地平面法线， 包括： 利用运动恢 复结构计算得到相机的运动方向， 从惯性导航系统传感器的数据中解析得 到场景的重力矢量； 地平面法线的计算公式为： 其中， G为 地平面法线， V为场景的重力矢量， M为相机的运动方向。 3.如权利要求1所述的基于场景稀疏特征的三维重建方法， 其特征在于， 所述根据 所述 旋转向量确定所述多视角图像的立 面法线， 包括： 根据所述旋转向量构造第一 直方图和第二 直方图； 计算所述第 一直方图的和所述第 二直方图的熵值， 将熵值最小的直方图对应的旋转向 量作为所述多视角图像的立 面法线。 4.如权利要求1所述的基于场景稀疏特征的三维重建方法， 其特征在于， 所述分别以所 述地平面法线和立面法线为扫描方向， 对所述多视角图像扫描得到每一扫描方向的平面 族， 包括： 所述平面族定义 为： 其中， Pi为平面族， ni是每一平面的单位法线， di是每一平面到原点的距离 。 5.如权利要求1所述的基于场景稀疏特征的三维重建方法， 其特征在于， 所述筛选出所 述平面族中的场景稀疏 特征， 包括： 采用Filter筛选法筛选出所述平面族中的表面特征， 根据筛选后的平面族形成新的特 征空间； 采用Wrapper包装法搜索所述新的特征空间中的场景稀疏特征， 得到所述平面族中的 场景稀疏 特征。 6.如权利要求1所述的基于场景稀疏特征的三维重建方法， 其特征在于， 所述基于所述 场景稀疏 特征提取所述多视角图像的深度图， 包括； 基于所述场景稀疏特征计算所述多视角图像的所有像素和所述平面族的成本函数， 根 据所有所述像素和所述成本函数提取 得到所述多视角图像的深度图。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115294270 A 27.一种基于场景稀疏 特征的三维重建装置， 其特 征在于， 包括： 多视角图像获取模块， 用于获取城市场景的多视角图像； 地平面法线计算模块， 用于根据相机的运动方向和场景的重力 矢量计算得到所述多视 角图像的地平面法线； 立面法线计算模块， 用于将所述多视角图像中同一个公共垂直立面上的三维点投影到 一条线上， 计算在0 °到90°均匀采样的旋转向量， 根据所述旋转向量确定所述多视角图像的 立面法线； 平面族扫描模块， 用于分别以所述地平面法线和立面法线为扫描方向， 对所述多视角 图像扫描得到每一扫描方向的平面族； 三维重建模块， 用于筛选出所述平面族中的场景稀疏特征， 基于所述场景稀疏特征提 取所述多视角图像的深度图， 根据所述深度图构建目标场景的三维模型。 8.如权利要求7所述的基于场景稀疏特征的三维重建装置， 其特征在于， 所述平面族扫 描模块， 还用于： 所述平面族定义 为： 其中， Pi为平面族， ni是每一平面的单位法线， di是每一平面到原点的距离 。 9.如权利要求7所述的基于场景稀疏特征的三维重建装置， 其特征在于， 所述三维重建 模块还用于： 采用Filter筛选法筛选出所述平面族中的表面特征， 根据筛选后的平面族形成新的特 征空间； 采用Wrapper包装法搜索所述新的特征空间中的场景稀疏特征， 得到所述平面族中的 场景稀疏 特征。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质包括存储的计算 机程序， 其中， 在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权 利要求1至7中任意 一项所述的基于场景稀疏 特征的三维重建方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115294270 A 3