一种建筑物理尺寸自动确定方法、装置、系统、介质及产品与流程

本发明属于计算机视觉、建筑结构测量，涉及一种建筑物理尺寸自动确定方法、装置、系统、介质及产品。

背景技术：

1、在建筑工程施工及造价审计中，结构尺寸数据的获取是工程量计算和质量检验的基础。目前主要采用以下几种方式：

2、1）人工现场测量：使用卷尺、激光测距仪等工具逐项测量。这种方式效率极低，一个标准层测量需2-3人工作1-2天。而且测量数据手工记录，获得的数据零散，容易出错、丢失。且人员高处临边测量时存在安全风险。

3、2）基于三维激光扫描的点云测量：这种方式测量精度高，但设备昂贵，操作复杂，而且需要专业人员，数据处理复杂，数据处理周期长，不适合日常施工管理。

4、3）基于普通照片测量：单张照片存在透视变形无法直接量取尺寸，需要放置标定物，以及多张不同角度照片进行特征点匹配和三维重建，操作复杂，精度受照片质量和拍摄角度影响大。

5、4）无人机倾斜摄影：适合大范围测绘，不适合室内/地下空间。

6、因此亟待一种自动确定建筑物理尺寸的方法，能够解决上述测量效率低、数据完整性差、高空作业风险、数据不可回溯、设备成本高的问题。

7、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明公开了一种建筑物理尺寸自动确定方法、装置、系统、介质及产品。

2、本发明实施例所采用的技术方案如下：

3、一种建筑物理尺寸自动确定方法，包括步骤：

4、s1、全景影像获取与预处理：在目标建筑空间部署全景采集设备，拍摄目标建筑空间的全景影像，记录采集位置参数，对所述全景影像进行拼接优化和畸变校正，得到校正后的全景图，以及按预设步长对全景图进行分解得到的多个透视子视图；

5、s2、根据全景图进行图像空间结构解析：

6、根据全景图的等距柱状投影模型，建立像素坐标与球面角度坐标的映射关系；

7、对全景图进行边缘检测和结构线提取，通过曼哈顿世界假设和消失点分析，将提取的线段归入三正交方向，重建相机姿态；

8、启动自适应巡图，在每个透视子视图中进行边缘检测和轮廓分析，筛选闭合轮廓，将检测到的闭合轮廓与内置的建筑标准尺寸字典进行一致性匹配，将匹配成功的闭合轮廓加入标准参照物列表，将匹配不成功但满足矩形闭合条件的轮廓加入候选参照物列表；

9、s3、参照物自动检测与比例尺建立：在全景图中检测已知物理尺寸的标准参照物，基于检测到的标准参照物提取像素尺寸和对应的标准物理尺寸计算比例尺；

10、s4、待测构件的尺寸自动测量：基于步骤s3计算的比例尺和待测构件在全景图中的像素跨度，对所有待测构件进行尺寸换算；

11、s5、多参照物交叉验证与误差修正：针对每个待测构件的尺寸，使用至少两个独立的标准参照物分别换算值后取均值，作为待测构件的尺寸的测量值，使用预设的系统误差系数对全景测量的系统性偏差进行补偿，输出每个测量值的置信度等级；

12、s6、生成尺寸数据报告。

13、其进一步的技术方案为，所述步骤s1中，采集的位置参数包括gps坐标、全景采集设备的架设高度、全景采集设备的主镜头朝向与正北的夹角。

14、其进一步的技术方案为，所述步骤s2中，标准参照物列表中包括门、窗在内的标准参照物及其标准尺寸，候选参照物列表中包括墙面数量、相邻封面夹角、各墙面的图像坐标范围。

15、一种建筑物理尺寸自动确定系统，包括：

16、采集层，所述采集层包括部署在目标建筑空间的全景影像采集设备；

17、几何算法层，所述几何算法层包括图像空间结构解析模块、参照物检测模块、比例尺计算模块、尺寸换算模块、多参照物融合模块和系统误差修正模块；其中，

18、所述图像空间结构解析模块根据所述全景图建立像素坐标与球面角度坐标的映射关系，对全景图进行边缘检测和结构线提取，通过消失点分析和曼哈顿世界假设约束重建空间布局，建立多个全景图透视子视图；

19、所述参照物检测模块在所述多个全景图透视子视图中扫描闭合轮廓，匹配预设的建筑标准尺寸，自动建立标准参照物列表和候选参照物列表；

20、所述比例尺计算模块提取所述全景图中检测出的所有标准参照物的像素尺寸，结合其标准物理尺寸，计算各个标准参照物对应的水平比例尺和垂直比例尺，加权融合后作为参照物自动检测比例尺；

21、所述尺寸换算模块利用所述参照物自动检测比例尺，以及所有待测构件在全景图中的像素跨度，计算所有待测构件的换算尺寸，作为待测构件的尺寸的测量值；

22、所述系统误差修正模块通过离线标定获得系统误差修正系数，使用所述系统误差系数对全景测量的系统性偏差进行补偿，输出每个测量值的置信度等级。

23、本发明实施例的有益效果如下：

24、本发明建筑物理尺寸自动确定方法及系统，利用全景图的等距投影特性，建立像素位置到角度位置的精确映射，从全景图中检测可与内置的建筑标准尺寸字典匹配一致的标准参照物，解决尺寸标定问题，从而通过已知标准参照物的物理尺寸与像素尺寸建立比例关系，然后通过代数运算还原任意物体的实际物理尺寸，该方式建立了一条从像素坐标、角度坐标到实际物理尺寸的完整计算链路，无需多角度拍摄和复杂摄影测量处理，能够实现从2d到3d的尺寸还原，高效便捷地确定多个特测构件的物理尺寸，解决普通2d图像存在透视变形而无法直接获取3d尺寸的问题，能够快速确定目标空间中待测构件的尺寸，极大地提高了测量效率。

1.一种建筑物理尺寸自动确定方法，其特征在于，包括步骤：

2.如权利要求1所述建筑物理尺寸自动确定方法，其特征在于：所述步骤s1中，采集的位置参数包括gps坐标、全景采集设备的架设高度、全景采集设备的主镜头朝向与正北的夹角。

3.如权利要求1所述建筑物理尺寸自动确定方法，其特征在于：所述步骤s2中，标准参照物列表中包括标准参照物及其标准尺寸，所述标准参照物包括门、窗或预置的异形几何工具，候选参照物列表中包括墙面数量、相邻封面夹角、各墙面的图像坐标范围。

4.如权利要求1所述建筑物理尺寸自动确定方法，其特征在于，所述步骤s3中，比例尺包括：

5.如权利要求4所述建筑物理尺寸自动确定方法，其特征在于，所述步骤s3中，标准参考物包括斜边时，比例尺还包括：

6.如权利要求1所述建筑物理尺寸自动确定方法，其特征在于，所述步骤s4中，按照如下公式对墙面、房间、柱、梁的尺寸进行计算：

7.如权利要求1所述建筑物理尺寸自动确定方法，其特征在于，所述步骤s5中，预设的系统误差修正系数通过以下方式获得：

8.如权利要求1所述建筑物理尺寸自动确定方法，其特征在于：所述建筑物理尺寸自动确定方法还包括步骤：

9.一种建筑物理尺寸自动确定装置，其特征在于，包括：

10.一种建筑物理尺寸自动确定系统，其特征在于，包括：

11.如权利要求10所述建筑物理尺寸自动确定系统，其特征在于，所述系统还包括：

12.如权利要求10所述建筑物理尺寸自动确定系统，其特征在于，所述几何算法层还包括：

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于：其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1~8中任一项所述方法的步骤。

14.一种计算机程序产品，其特征在于：包括计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1~8中任一项所述方法的步骤。