[發明專利]一種基于慣導定位設備生成建筑模型的系統

有效

• 申請號: 201810521618.0
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108921934B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 王方順;周詳;王林林;俞振東;唐乾;謝留威;楊波;張崟;游鳳芹;劉超
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

本發明公開了一種基于慣導定位設備生成建筑模型的系統，包括慣性導航模塊、信息處理與傳輸終端硬件設備和數據采集與處理模塊、建筑物三維模型重建模塊和三維建筑物展示模塊等軟件部分。其通過慣性導航模塊采集建筑物外輪廓、重點設施位置、行走軌跡等基本信息，數據采集與處理模塊確定樓層高度、層數、內部布局，根據采集和處理的建筑數據結合基于凸凹性判斷的三角剖分算法快速構建建筑物三維模型。通過本發明方法，可對消防領域社會重點單位進行快速建模，消防員通過六熟悉巡防即生成可視化建筑模型，為消防員遂行滅火救援任務時掌握自身位置和消防作戰資源位置等提供數據支撐。

技術領域

本發明涉及建筑物建模的技術領域，特別是涉及一種基于慣導定位設備生成建筑模型的系統。

背景技術

建筑物的三維模型是建設數字城市的重要基礎數據之一，對城市規劃、智能交通、導航、環境監測和防災應急等都有重要的應用價值。目前常用的建模方式有兩類，一種是利用現有的CAD工程圖紙獲取建筑物的詳細尺寸信息，然后利用3DMAX、MAYA等建模工具進行三維建模；另一種方式是通過攝影測量技術恢復或者激光雷達掃描儀掃描等技術采集三維點云數據，在三維點云數據的基礎上進行表面幾何建模。第一種方式雖然建立的三維模型信息詳細，但只有少量建筑物具有詳細的工程圖紙且這種建模方式時間本比較大，第二種建模方式雖然可以做到實時數據采集，然而此種方法容易造成數據缺失和噪聲等現象，導致重建的模型表面往往存在不規整和噪點引起的突兀。如何快速在救援現場構建建筑物三維模型，提供給救援人員室內實時定位的功能，成為急需解決的關鍵問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于慣導定位設備生成建筑模型的系統和方法。能夠快速搭建建筑物的三維模型，從而為消防救援等特殊情況提供即時的信息支撐。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種基于慣導定位設備生成建筑模型的系統，包括慣性導航模塊、信息處理與傳輸終端、數據采集與處理模塊和建筑物三維模型重建模塊；

所述慣性導航模塊能夠實時測量巡防人員的三維空間坐標，連續的三維空間坐標構成巡防人員的巡防軌跡；

所述信息處理與傳輸終端為數據采集與處理模塊、建筑物三維模型重建模塊和巡防記錄數據提供用于存儲數據的數據庫；

所述數據采集與處理模塊用于獲得所巡防的建筑物外輪廓數據、樓層高度、樓層層數、建筑物內的重點設施(消防設施、樓梯、電梯等設施)的位置坐標和巡防軌跡數據并存儲于信息處理與傳輸終端的數據庫中；

數據采集與處理模塊依據樓層高度和樓層層數，將重點設施的位置坐標和巡防軌跡坐標添加屬于對應樓層(即屬于哪一層樓)的標識；

所述建筑物三維模型重建模塊依據建筑物外輪廓數據、樓層高度、樓層層數、建筑物內的重點設施的位置坐標和巡防軌跡數據進行三維模型重建，三維模型中包含樓層底面輪廓、樓層墻體、內部重點設施以及巡防軌跡信息。

所述系統執行如下步驟生成建筑物三維模型：

步驟1，慣性導航模塊通過無線網絡與信息處理與傳輸終端建立通信連接；

步驟2，巡防人員在進行巡防任務時通過數據采集與處理模塊將能夠表示建筑物外輪廓的關鍵點坐標進行特殊標記，并將結果存儲于信息處理與傳輸終端的數據庫中；

步驟3，巡防人員按樓層依次進行巡防，期間通過數據采集與處理模塊對內部重點設施的位置坐標進行特殊標記直至巡防結束，并將結果存儲于信息處理與傳輸終端的數據庫中；

步驟4，建筑物三維模型重建模塊依據數據庫中的數據獲得所巡防的建筑物外輪廓數據、樓層高度、樓層層數、建筑物內的重點設施的位置坐標和巡防軌跡數據進行三維模型重建；