Связь между дополнением облаков точек и выводом отношений связности поверхностей для 3D-моделирования внутренних пространств зданий

Из-за окклюзий и ограниченного диапазона измерений трехмерные (3D) датчики часто не способны получить полные облака точек. Дополнение пропущенных данных и получение пространственных отношений между различными компонентами зданий в таких неполных облаках точек важны для ряда приложений, например для 3D-моделирования всех объектов во внутренних пространствах зданий. В статье представлена методика, восстанавливающая пропущенные точки и оценивающая отношения связности между планарными и непланарными поверхностями для получения полных и качественных 3D-моделей. На основе нескольких кадров глубины и положений датчика строится октри TSDF (truncated signed distance function) для слияния кадров глубины и оценки меток видимости октаэдрических вокселей. Метод нарастания областей, основанный на нормалях, используется для обнаружения планарных и непланарных поверхностей в облаке точек октри. Исходя из поверхностей и меток видимости, пропущенные точки восстанавливаются путем оценки отношений связности между парами поверхностей и заполнения отдельных планарных поверхностей. Экспериментальные результаты показывают, что предложенный метод способен корректно идентифицировать как минимум 78% отношений связности между обнаруженными поверхностями, а 87% добавленных точек являются корректными и помогают генерировать качественные 3D-модели по сравнению с эталонной моделью.