[發明專利]一種災后建筑物的3D重建方法

在審

• 申請號: 201710434445.4
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107393009A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 楊卓舒;紀勇;孟憲嫻
• 申請（專利權）人: 河北卓達建材研究院有限公司
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

1.一種災后建筑物的3D重建方法，其特征在于：

步驟1，對災后建筑物進行航空攝影采樣和實地采樣，獲取建筑物表面和內部的離散原始點，原始邊和原始面；

步驟2，建立受損建筑物的四面體網格和三角剖分網格；

步驟3，通過四面體網格和三角剖分網格獲取災后建筑物數據，對災后建筑物進行三維重建。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述步驟2建立四面體網格和三角剖分網格，具體包括：

步驟2.1，從原始點中選取特定點，從原始邊中選取特定邊，從原始面中選取特定面，從而建立特定點集、特定邊集、特定面集；

步驟2.2，用特定點集建立初始四面體網格和初始三角剖分網格；

步驟2.3，進行特定邊細分迭代過程；

步驟2.4，進行特定面細分迭代過程。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述步驟2.1所建立的特定點集、特定邊集、特定面集，滿足以下約束條件：

2.1.1，各特定點之間、各特定邊之間、各特定面之間不重合；

2.1.2，特定點如果在特定邊上，則特定點一定是特定邊的端點；

2.1.3，如果兩特定邊有交點，則交點一定是特定邊的端點；

2.1.4，如果特定邊和特定面相交，交點一定是特定邊的端點；

2.1.5，兩特定面只在公共特定邊處相交；

2.1.6，所有特定邊的端點都是特定點，所有特定面的邊界線都是特定邊。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述步驟2.2用特定點集建立初始四面體網格和初始三角剖分網格，具體包括：

步驟2.2.1，對特定點集進行點集的四面體剖分，得到一個初始的四面體剖分網格。

步驟2.2.2，對特定點集內落在特定面上的所有的特定點進行點集的平面三角剖分，生成每個特定面的初始的三角剖分網格。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述步驟2.3，進行特定邊細分迭代過程，具體包括：

步驟2.3.1，檢查每個特定邊，如果所述邊在當前的四面體剖分網格中不存在空外接球，將其從中點M處細分，并將點M作為節點加入四面體剖分網格中；

步驟2.3.2，同時，對于每個特定面，如果所述中點M落在特定面上，也將點M作為節點加入該特定面的當前三角剖分網格中；每個特定面都有一個三角剖分網格，并將位于特定面的邊界以內的三角形標識出來。

步驟2.3.3，執行步驟2.3.1和步驟2.3.2，直到所有的邊在四面體剖分網格中都出現，并且標識出來的三角形可以覆蓋對應的每一個特定面，得到特定邊細分迭代后的四面體剖分網格和三角剖分網格。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述步驟2.4，進行特定面細分迭代過程，具體包括：

步驟2.4.1，檢查每個特定面的三角剖分網格中的每個三角形T，如果T在四面體剖分網格中不存在空大圓外接球，計算出T的外心P，然后進行加點細分操作；其中，所述大圓外接球是將以三角形T的外接圓為大圓的球稱為T的大圓外接球：

步驟2.4.2，加點操作時，如果P不在四面體剖分網格中任何特定邊細分成的小邊的直徑球中，將P作為節點加入四面體剖分網格和特定面的三角剖分網格中；如果P在某小邊AB的直徑球中，將AB從中點M細分，并將M點作為節點加入四面體剖分網格中；其中，所述小邊的直徑球即以小邊為直徑的球；

步驟2.4.3，同時，對于每個特定面，如果M落在特定面上，也將點M作為節點加入該特定面的三角剖分網格中；

步驟2.4.4，完成了一個加點操作后，用所述步驟2.3的邊細分迭代方法進行邊迭代細分，保證所有特定邊在四面體剖分網格中出現；

步驟2.4.5，判斷是否每個特定面的三角剖分網格中的每個三角形在四面體剖分網格中都存在，如果是則進入步驟2.4.6；如果否，判斷不在四面體剖分網格中的三角形的尺寸是否小于預設的尺寸閾值，如果是則不再細分迭代進入步驟2.4.6，如果否重復執行步驟2.4.2－2.4.5。

步驟2.4.6，迭代結束，得到經過特定面細分迭代的最終的四面體剖分網格和三角剖分網格。