[發(fā)明專利]基于RGB-D深度相機(jī)重建的地下管井三維可視化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110371345.8
• 申請(qǐng)日: 2021-04-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113112588A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧?guó)P淋;余兆凱;彭曉峰;朱朝顯;邱昌杰;代志強(qiáng);時(shí)云洪;王勇;周青媛;羅云馨;常友謙;李沛良;李訓(xùn);宋娟;楊娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電建集團(tuán)貴州電力設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00;G06T19/00;G06T15/04;G06T5/00;G06T5/50;G06T7/33
• 代理公司: 貴陽(yáng)中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 張行超

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于RGB?D深度相機(jī)重建的地下管井三維可視化方法，包括：通過(guò)RGB?D深度相機(jī)從不同視角獲取地下管井的圖像數(shù)據(jù)幀，所述圖像數(shù)據(jù)幀的信息包括目標(biāo)深度圖像和目標(biāo)RGB圖像；對(duì)所述目標(biāo)深度圖像進(jìn)行預(yù)處理，獲取修正目標(biāo)深度圖像；對(duì)同一視角下的所述修正目標(biāo)深度圖像和所述目標(biāo)RGB圖像進(jìn)行融合處理，獲得融合圖像數(shù)據(jù)幀；根據(jù)所述融合圖像數(shù)據(jù)幀，獲取相鄰所述融合圖像數(shù)據(jù)幀之間的初始位姿信息，以及融合三維點(diǎn)云；依據(jù)所述初始位姿信息和所述融合三維點(diǎn)云，實(shí)現(xiàn)不同視角下點(diǎn)云的配準(zhǔn)，獲取地下管井的重建三維點(diǎn)云；對(duì)所述重建三維點(diǎn)云進(jìn)行處理，獲得地下管井真實(shí)三維可視模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部環(huán)境狀況的三維可視化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于RGB-D深度相機(jī)重建的地下管井三維可視化方法，屬于地下管井測(cè)繪技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著地下空間信息化程度的提高，傳統(tǒng)二維圖像和視頻信息的表達(dá)方式已經(jīng)無(wú)法滿足地下井室及管道的可視化要求。傳統(tǒng)的地下井室測(cè)量多使用人工測(cè)繪、2D成像、24目井下機(jī)器人測(cè)量等方案。但人工測(cè)繪存在危險(xiǎn)性高，人力成本大、準(zhǔn)確度難以保證等缺點(diǎn)；而普通2D圖像丟失了深度信息，無(wú)法精確測(cè)量三維尺度信息；另外由于拍攝區(qū)域有限導(dǎo)致無(wú)法獲取井下全貌。24目井下機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、適用性較差，而且設(shè)備使用前需要在特定的標(biāo)定室進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定繁瑣且成本較高。總體而言，現(xiàn)有的地下井室測(cè)量手段存在三維信息缺失、效率低下以及成本較高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述，本發(fā)明提供一種基于RGB-D深度相機(jī)重建的地下管井三維可視化方法，以解決現(xiàn)有地下井室測(cè)量手段存在三維信息缺失、效率低下以及成本較高的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：基于RGB-D深度相機(jī)重建的地下管井三維可視化方法，其中，所述方法包括：

通過(guò)RGB-D深度相機(jī)從不同視角獲取地下管井的圖像數(shù)據(jù)幀，所述圖像數(shù)據(jù)幀的信息包括目標(biāo)深度圖像和目標(biāo)RGB圖像；

對(duì)所述目標(biāo)深度圖像進(jìn)行預(yù)處理，獲取修正目標(biāo)深度圖像；

對(duì)同一視角下的所述修正目標(biāo)深度圖像和所述目標(biāo)RGB圖像進(jìn)行融合處理，獲得融合圖像數(shù)據(jù)幀；

根據(jù)所述融合圖像數(shù)據(jù)幀，獲取相鄰所述融合圖像數(shù)據(jù)幀之間的初始位姿信息，以及融合三維點(diǎn)云；

依據(jù)所述初始位姿信息和所述融合三維點(diǎn)云，實(shí)現(xiàn)不同視角下點(diǎn)云的配準(zhǔn)，獲取地下管井的重建三維點(diǎn)云；

對(duì)所述重建三維點(diǎn)云進(jìn)行處理，獲得地下管井真實(shí)三維可視模型。

可選的，在所述RGB-D深度相機(jī)進(jìn)行拍攝前，基于多項(xiàng)式曲面擬合的方式對(duì)所述RGB-D深度相機(jī)的深度測(cè)量誤差進(jìn)行修正。

可選的，對(duì)所述目標(biāo)深度圖像進(jìn)行預(yù)處理的方法為：在聯(lián)合雙邊濾波算法基礎(chǔ)上，以所述目標(biāo)RGB圖像作為引導(dǎo)圖，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述目標(biāo)深度圖像的快速濾波去噪。

可選的，所述初始位姿信息的計(jì)算方法為：根據(jù)SIFT算法對(duì)相鄰所述融合圖像數(shù)據(jù)幀進(jìn)行匹配，獲取初始位姿信息。

可選的，采用基于鄰域特征的ICP算法對(duì)所述初始位姿信息和所述融合三維點(diǎn)云進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)不同視角下點(diǎn)云的配準(zhǔn)。

可選的，對(duì)所述重建三維點(diǎn)云進(jìn)行處理的方法包括：

對(duì)所述重建三維點(diǎn)云進(jìn)行曲面重建，得到曲面重建結(jié)果；

根據(jù)所述目標(biāo)RGB圖像的彩色圖像數(shù)據(jù)，對(duì)所示曲面重建結(jié)果進(jìn)行紋理貼圖。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明基于RGB-D深度相機(jī)對(duì)地下井室進(jìn)行視覺(jué)三維重建，實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部環(huán)境狀況的三維可視化，并在三維實(shí)測(cè)點(diǎn)云模型的基礎(chǔ)上，對(duì)地下空間的缺陷狀況進(jìn)行定量分析，可為地下空間病害探測(cè)與維護(hù)提供技術(shù)支持。

附圖說(shuō)明