基于多幅圖像的建筑物三維建模.pdf

1、隨著數字城市概念的提出，近年來大規(guī)模城市的三維模型的需求呈現出急劇增長的趨勢。作為城市場景的重要組成部分，建筑物的三維模型構建受到了越發(fā)廣泛的關注。而基于圖像的建筑物三維建模由于具有數據采集便捷、成本低廉等特點，一直是計算機視覺、計算機圖形學領域的研究熱點。本文針對基于多幅圖像的建筑物三維建模這一問題，提出一種結合自動重建和交互建模的兩階段建模系統(tǒng)，從多個視角下拍攝的建筑物圖像出發(fā)，快捷有效地構建出建筑物的三維真實感模型。主要研究內容包

2、括：
　　⑴在自動重建階段，提出了一種自動構建建筑物的三維拓撲多邊形模型的方法。首先，我們對每幅圖像抽取SIFT特征，并對兩兩圖像進行SIFT特征點匹配。基于匹配的特征點，采用運動恢復結構算法來估計所有攝像機的參數。然后，使用多視圖立體視覺算法來從校準的圖像恢復建筑物的稠密三維點云。接著我們從這些離散的無結構的三維點云中抽取出平面基元，然后本文提出一種基于測地距離度量的鄰接分析方法來獲取平面基元間的鄰接關系。對于每個面，結合它與相

3、鄰平面的三維交線、它的三維點云、以及相應的二維圖像信息，其邊界將被計算出來。最后，對每個面貼上紋理，便得到建筑物的真實感三維模型。
　　⑵自動重建階段獲得的三維模型反映了建筑物的主體結構，但由于受到圖像中紋理、遮擋物等的影響，通常情況下自動重建部分得到的三維模型還不夠精細和完整。因此，提出采用交互建模來對自動重建階段得到的三維模型進行進一步的編輯，以得到更加完善的三維模型。
　?、窃诮换ソｋA段，提供了幾種簡便的操作來對現有

4、的三維模型進行進一步加工。首先，用戶可以選擇平面進行平移、旋轉和縮放以改變平面參數。其次，用戶可以在圖像上編輯平面邊界使其對齊到準確的邊界。再者，對于建筑物外表面上的一些小的凹進、凸起結構，提供了平面擠入操作來構建。另外，系統(tǒng)還提供了生成新的平面、平面間縫隙縫合等操作。
　?、韧ㄟ^結合自動重建和交互建模各自的優(yōu)勢，提出的兩階段建模系統(tǒng)能夠快速有效地構建出建筑物的完整精細的三維真實感模型。本文最后給出了多個建筑物的建模結果，實驗結果