[發明專利]用于古建筑散落構件智能拼接及虛擬復原的方法及系統

在審

• 申請號: 201911070935.6
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110910488A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 李寧;吳鵬龍;王翌翔;戴儉
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王宇楊

本發明實施例提供用于古建筑散落構件智能拼接及虛擬復原的方法及系統。該方法包括：獲取古建筑的三維模型信息；對三維模型信息進行篩選，得到初始構件歸類信息；將三維模型信息中未通過篩選部分重新進行篩選，得到完整構件歸類信息；基于古建筑參考歷史信息將完整構件歸類信息進行系統化復原，得到完整構件三維復原信息；將三維模型信息中的殘損構件信息采用模擬復原進行補充，得到殘損構件三維復原信息；將完整構件三維復原信息與殘損構件三維復原信息進行合并，得到構件三維匯總信息。本發明實施例通過將數字計算機技術應用于古建筑散落構件虛擬拼裝復原中，通過多維度對古建筑進行分類，相對于人工識別篩選分類，具有更準確，速度更快的特點。

技術領域

本發明涉及虛擬復原技術領域，尤其涉及用于古建筑散落構件智能拼接及虛擬復原的方法及系統。

背景技術

在古建筑的保護修復工作中，目前對于古建筑整體及部分進行虛擬復原的技術已較常見，其一是對現有完整古建筑進行三維掃描，其中有三維點云掃描和三維拍照式掃描，進而應用計算機軟件進行計算生成古建筑的三維點云模型，對古建筑進行虛擬再現復原；其二是對于對古建筑殘損構件進行虛擬修復以便應用VR技術對電子復原的模型進行虛擬展示；其三是根據現存古建構件對已損毀的古建構件進行虛擬復原。但以上三項技術主要面對的是現存較完整或有充足歷史資料記載的古建筑整體。

目前針對古建筑散落構件虛擬拼裝復原的技術尚屬空白。該技術流程前期是對三維掃描技術生成的構件模型進行數據分析，利用數字技術對構件尺寸、色彩、殘損信息進行自主篩選；其次是對構件進行反向求模，即將構件榫卯結構的對偶形體求出，將此形體的各種信息解析成數據，將其余構件與所求得對偶形體進行信息匹對，找到最匹配構件；再次，利用機器學習算法對構件所涉及到的雕刻紋飾特征點進行分析，從而利用訓練過的算法將眾多構件中紋飾最為相似的構件進行自主分類；最后利用圖像識別將所得完整模型進行建筑信息存檔處理，得到可供存檔需求的二維矢量圖形。

而三維掃描得到的點云數據模型主要應用在虛擬三維模型演示以及二維圖紙輸出中，數據的作用沒有充分發揮，比如紋飾研究、色彩對比、構建技術、殘損信息等方面并未通過數據得到充分的挖掘。對古建筑殘損構件進行虛擬修復的技術主要依據的是尚存較完整的構件，對構件的殘損部分進行虛擬恢復。但此項技術在散落古建筑構件復原上缺少研究，更未涉及對于古建筑做法、建構技術、殘損信息的深入研究。

發明內容

本發明實施例提供用于古建筑散落構件智能拼接及虛擬復原的方法及系統，用以解決現有技術中針對古建筑復原中，對數據挖掘不夠充分，大量依靠人工識別，導致識別精度和識別速度均較低的缺陷。

第一方面，本發明實施例提供用于古建筑散落構件智能拼接及虛擬復原的方法，包括：

獲取古建筑的具有預設格式的三維模型信息；

對所述三維模型信息進行若干維度的初步篩選，得到初始構件歸類信息；

將所述三維模型信息中未通過篩選的部分重新進行深度篩選，與所述初始構件歸類信息進行合并，得到完整構件歸類信息；

基于古建筑參考歷史信息將所述完整構件歸類信息進行系統化復原，得到初始完整古建三維復原信息；

將所述三維模型信息中的殘損構件信息采用模擬復原進行補充，得到殘損構件三維復原信息；

將所述初始完整古建三維復原信息與所述殘損構件三維復原信息進行合并，得到所述古建筑虛擬復原后完整模型的構件三維匯總信息。

優選地，所述將所述初始完整古建三維復原信息與所述殘損構件三維復原信息進行合并，得到所述古建筑虛擬復原后完整模型的構件匯總信息，之后還包括：

將所述古建筑虛擬復原后完整模型的構件三維匯總信息轉換成二維圖形數據，并將所述二維圖形數據進行保存。