[發明專利]一種針對核電廠房內核設施的自動重構方法

有效

• 申請號: 202010632666.4
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111882658B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 黃卓;丁杰雄;田從劍;孟國棟;李昊卿;余思佳;呂強;曹航;王嘉文;胡翀;劉躍
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開了一種針對核電廠房內核設施的自動重構方法，包括以下步驟：S1、通過基于飛越時間的大區域激光掃描儀與結構光雙目掃描儀組合掃描的方式，獲取滿足精度要求的核電廠房點云數據；S2、利用卷積神經網絡模型PointNet對核電廠房點云數據進行處理，識別出所有核設施的點云數據；S3、采用RANSAC算法對核設施的點云數據進行形面識別，得到組成核設施的所有形面的點云數據，以及所有形面的位置參數和尺寸參數；S4、基于NURBS曲面對所有形面的點云數據形面進行重構。本發明可以高效率、高準去率的重構出核電廠房內需進行重構的核設施。

技術領域

本發明屬于三維模型構建技術領域，尤其涉及的是一種全局尺度大、局部精度要求高的針對核電廠房內核設施的自動重構方法。

背景技術

隨著核電的不斷發展，其已逐漸成為支撐可持續發展的重要途經之一。核設施與非核設施一樣，都有生命周期。退役則是核設施生命周期的最后一個階段，更是保證核安全的一個至關重要環節，由于其帶有強輻射的特殊性，退役方案的設計、驗證、評估和實施都比一般工程項目具有更大的挑戰。其中，仿真技術是核設施退役的重要輔助手段之一，然而，所有仿真技術的應用都建立在有準確的三維模型的基礎上，故如何獲得核設施三維模型是核設施退役管理的首要內容。但由于早期的核設施，很多工程資料由于一些原因已經不齊全或者不完整，即使保留有完整圖紙資料，也需要重新進行三維建模，耗時耗力。

三維激光掃描模型重構技術是近些年興起的高新技術。將此技術應用于核設施退役領域，可以充分發揮三維激光掃描技術許多獨特的優勢,比如不用依靠平面圖紙資料，直接采集立體數據，使用靈活，速度快，可以進入到許多人類無法進入的環境和惡劣工作現場中，具有廣闊的應用空間。但目前三維激光掃描重構技術仍存在以下問題：(1)核電廠房空間尺度跨越大，且對于核設施部分的局部點云精度要求極高，現有的基于飛越時間的大區域激光掃描的精度較低，而具備高精度掃描的結構光雙目掃描的效率不高；(2)核電廠房內環境復雜，點云數量較大，且核設施一般布置緊湊、且結構也較為復雜，傳統的三維激光重構技術難以高效率、高準確率的直接應用于核電廠房內核設施的重構。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種可以高效率、高準去率的重構出核電廠房內需進行重構的核設施的針對核電廠房內核設施的自動重構方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種針對核電廠房內核設施的自動重構方法，包括以下步驟：

S1、通過基于飛越時間的大區域激光掃描儀與結構光雙目掃描儀組合掃描的方式，獲得核電廠房點云數據；

S2、利用卷積神經網絡模型PointNet對核電廠房點云數據進行處理，識別出所有核設施的點云數據；

S3、采用RANSAC算法對核設施的點云數據進行形面識別，得到組成核設施的所有形面的點云數據，以及所有形面的位置參數和尺寸參數；

S4、基于NURBS曲面對所有形面的點云數據進行形面重構。

進一步地，所述步驟S1包括以下子步驟：

S1.1、通過大區域激光掃描儀獲取核電廠房的全局點云數據Global_PointCloud；

S1.2、通過結構光雙目掃描儀對精度要求高的核設施進行高精度掃描，獲得精度高的多個局部點云數據Partial_PointCloud，以Partial_PointCloud[i]表示第i個對精度要求較高的核設施的點云數據，其中1≤i≤n，n為對精度要求高的核設施的總數量；