[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)大水網(wǎng)隧洞快速三維重構(gòu)方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911020430.9
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號(hào): CN110827406A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐佳;趙思靜;劉志鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 徐佳
• 主分類號(hào): G06T17/10
• 分類號(hào): G06T17/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種實(shí)現(xiàn)大水網(wǎng)隧洞快速三維重構(gòu)方法，包括數(shù)據(jù)采集載具研制、多種檢測設(shè)備協(xié)同工作、采集數(shù)據(jù)處理、三維實(shí)景的計(jì)算機(jī)重建、模式識(shí)別，其特征在于，步驟如下：

S1：三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集，三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過測量儀器得到的產(chǎn)品外觀表面的點(diǎn)數(shù)據(jù)集合；

S2：三維場景建模

結(jié)合三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并開發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理展示軟件實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)屏幕上的隧洞內(nèi)部真實(shí)三維場景還原和隧洞周邊地址環(huán)境的模擬；

S3：層次信息匹配，將地質(zhì)雷達(dá)測量各相關(guān)數(shù)據(jù)和其他隧洞相關(guān)信息全部和隧洞三維重建模型精確匹配，并可以實(shí)時(shí)查看，通過直觀形象的顯示和對(duì)比工程質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)快速找出工程質(zhì)量存疑點(diǎn)和存疑部分，便于更加有針對(duì)性監(jiān)測；

S4：三維掃描儀測量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的快速處理和建模；

S5：三維場景可視化，完成三維場景基礎(chǔ)環(huán)境的搭建工作，為點(diǎn)云數(shù)據(jù)的接入和展示提供一個(gè)良好的平臺(tái)；

S6：地質(zhì)雷達(dá)測量數(shù)的提取和使用

在能夠?qū)崟r(shí)模擬和展示施工現(xiàn)場真實(shí)信息的同時(shí)，還需要對(duì)場景做一些后期檢測性工作，主要包括對(duì)水利工程質(zhì)量檢測信息的偵察和辨別，以利于做好及時(shí)的修正；

S7：地質(zhì)雷達(dá)等各類相關(guān)數(shù)據(jù)的匹配顯示問題；

S8：確定數(shù)據(jù)采集方式

研究能夠進(jìn)行大范圍、長距離、已自動(dòng)或半自動(dòng)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的方法，并研制相關(guān)軟硬件設(shè)備以解決問題；

S9：數(shù)據(jù)的傳輸和保存

先對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行抽稀，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步壓縮，進(jìn)行傳輸工作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)大水網(wǎng)隧洞快速三維重構(gòu)方法，其特征在于，S1的三維點(diǎn)云分為稀疏點(diǎn)云和密集點(diǎn)云。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)大水網(wǎng)隧洞快速三維重構(gòu)方法，其特征在于，S3的其他隧洞相關(guān)信息包括洞徑、洞室內(nèi)各種尺寸、施工方提供的各種施工材料的數(shù)據(jù)，工程質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)包括實(shí)測數(shù)據(jù)和施工方提供數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)大水網(wǎng)隧洞快速三維重構(gòu)方法，其特征在于，S4包括如下步驟：

S401：校準(zhǔn)，統(tǒng)一SOCS和CMCS兩個(gè)坐標(biāo)系，兩個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)一后能準(zhǔn)確的貼紋理；

S402：噪聲點(diǎn)的消除，在進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)操作之前先進(jìn)行消除噪聲的工作，和目標(biāo)無關(guān)的非主體部分可視為噪聲一并除去；

S403：點(diǎn)云的過濾，建模之前對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行平滑；

S404：點(diǎn)云的簡化，通過按給定數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)簡化、按給定數(shù)據(jù)點(diǎn)間的距離簡化、按給定的法向精度簡化。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種實(shí)現(xiàn)大水網(wǎng)隧洞快速三維重構(gòu)方法，其特征在于，S404還可通過LOD簡化模型，即為每個(gè)物體建立多個(gè)相似的模型，不同模型對(duì)物體的細(xì)節(jié)描述不同，根據(jù)不同的應(yīng)用場合使用不同分辨率的模型，或者在同一場景中根據(jù)模型與視點(diǎn)距離的遠(yuǎn)近，各部分選擇不同分辨率顯示以減少場景繪制復(fù)雜度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)大水網(wǎng)隧洞快速三維重構(gòu)方法，其特征在于，S6包括如下步驟：

S601：獲取圖像數(shù)據(jù)特征參數(shù)，初始化模板信息；

S602：加載所需檢測的圖像數(shù)據(jù)影像；

S603：對(duì)加載影像做預(yù)處理工作；

S604：通過二次線性差值和三次卷積插值，等到更有利的數(shù)據(jù)；

S605：預(yù)處理后的影像和模板進(jìn)行圖像特征匹配，得出理想的結(jié)果。