[發明專利]一種城市街景三維輸入輸出方法

在審

• 申請號: 201710148442.4
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106952337A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 曹有新;陳碩;周慶峰;李偉;陳蕾君
• 申請（專利權）人: 福州市規劃設計研究院
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T19/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及三維設計領域，特別是涉及一種城市街景三維輸入輸出方法。

背景技術

在以往在市政或建筑設計中，現場測量一般用皮尺、測距儀等工具，費時費力，并且采用的測量工具精確度不高，影響測量結果。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種城市街景三維輸入輸出方法，提高了測量質量。

本發明采用以下方案實現：一種城市街景三維輸入輸出方法，包括以下步驟：

步驟S1：采用三維激光掃描儀采集三維點云數據，并對所述三維點云數據進行降噪配準處理以提高精度，得到標準的點云文件；

步驟S2：所述三維激光掃描儀與一PC機相連，將點云文件中的三維點云數據導入Autodesk Revit軟件中進行設計，建立BIM模型；

步驟S3：所述PC機與一3D打印機和一VR仿真設備相連，將BIM模型中的三維測量數據與場景數據進行輸出，打印實物模型并進行VR仿真。

所述步驟S1中，所述三維激光掃描儀在兩個不同測站獲得的三維點云數據集合為P、Q，pi(x，y，z)∈P、qi(X，Y，Z)∈Q)，其中pi、qi為P、Q內同一個點在不同坐標系下的空間坐標，即同名點對，進行配準時將這兩個點云集合中同名點對(pi，qi)進行同一剛體變換(R，T)，采用空間相似變換公式：

其中，T為平移矩陣，R為旋轉矩陣。

特別地，為了提高精度，可以選取3個以上公共區域特征點(基準點)進行匹配，然后使用鄰近迭代法進一步配準。

進一步地，設計好的BIM模型后可以將三維數據輸出到3D打印機上，生成實物模型，方便進行方案的探討和驗證，輸出數據應注意模型拓撲面應閉合；另外設計好的三維數據可以輸出到VR仿真設備中，利用沉浸式VR眼鏡，查看實際施工的效果，或者進行不同方案效果對比，比傳統的效果圖方式能夠更真實模擬出建成后效果，并且可及時發現和修正不合理。

與現有技術相比，本發明采用的方法利用三維激光掃描儀獲取現場的三維點云數據，通過設備自帶的處理軟件初步處理成標準的點云文件，然后導入到Autodesk REVIT設計軟件中，這樣在BIM設計軟件中直接對點云上進行測量長度、體積等，同時測量的精度相對傳統方式精確，而且一次完整的數據采集后，可以根據需要多次測量，不需要反復到現場測量，節約了人力，提高了效率。該方法在已經在BIM設計項目上進行了具體應用，掃描時應注意被掃描面與掃描儀的角度避免太大，以提高掃描反射率，可以提高掃描數據精度和有效。

附圖說明

圖1是本發明的方法流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明做進一步說明。

本實施例提供一種城市街景三維輸入輸出方法，如圖1所示，包括以下步驟：

步驟S1：采用三維激光掃描儀采集三維點云數據，并對所述三維點云數據進行降噪配準處理以提高精度，得到標準的點云文件；

步驟S2：所述三維激光掃描儀與一PC機相連，將點云文件中的三維點云數據導入Autodesk Revit軟件中進行設計，建立BIM模型；

步驟S3：所述PC機與一3D打印機和一VR仿真設備相連，將BIM模型中的三維測量數據與場景數據進行輸出，打印實物模型并進行VR仿真。

所述步驟S1中，所述三維激光掃描儀在兩個不同測站獲得的三維點云數據集合為P、Q，pi(x，y，z)∈P、qi(X，Y，Z)∈Q)，其中pi、qi為P、Q內同一個點在不同坐標系下的空間坐標，即同名點對，進行配準時將這兩個點云集合中同名點對(pi，qi)進行同一剛體變換(R，T)，采用空間相似變換公式：

其中，T為平移矩陣，R為旋轉矩陣。

在本實施例中，為了提高精度，可以選取3個以上公共區域特征點(基準點)進行匹配，然后使用鄰近迭代法進一步配準。

在本實施例中，設計好的BIM模型后可以將三維數據輸出到3D打印機上，生成實物模型，方便進行方案的探討和驗證，輸出數據應注意模型拓撲面應閉合；另外設計好的三維數據可以輸出到VR仿真設備中，利用沉浸式VR眼鏡，查看實際施工的效果，或者進行不同方案效果對比，比傳統的效果圖方式能夠更真實模擬出建成后效果，并且可及時發現和修正不合理。