[發(fā)明專利]混凝土組合箱梁殘缺三維激光點(diǎn)云的自動(dòng)逆向建模方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111165659.9
• 申請(qǐng)日: 2021-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN114091139A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋健;劉泓佚;徐林;陳磊;吳文清;周小燚;王新雅;杜永軍;唐志強(qiáng);李燕軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無(wú)錫市城市重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目管理中心;東南大學(xué);無(wú)錫交通建設(shè)工程集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13;G06F30/20;G06T17/20;G06T7/11;G06T7/187;G06F111/06;G06F111/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 周科技

1.一種混凝土組合箱梁殘缺三維激光點(diǎn)云的自動(dòng)逆向建模方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1，采集獲取梁體三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理；

S2，初步定位后獲取端面形狀邊界，提取實(shí)際邊界點(diǎn)集；

S3，與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行近似最佳匹配識(shí)別梁體類型，并利用最小生成樹(MST)輔助的分類方法將邊界點(diǎn)集分類擬合為實(shí)際邊界線方程，同時(shí)獲取懸臂高度，頂?shù)酌嫣卣鼽c(diǎn)；

S4，利用S3中擬合計(jì)算的箱梁端面邊界線方程求得箱梁頂、底面平面方程并二次定位梁體，然后參考設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)獲取其他逆向建模特征平面方程，同時(shí)利用分段投影的方式獲得梁體縱向線形修正數(shù)據(jù)；

S5，根據(jù)各特征平面方程求得逆向建模特征交點(diǎn)，并利用線形修正參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)梁體進(jìn)行三次定位，使得底面縱向中線與X軸平行，底面中點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)重合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土組合箱梁殘缺三維激光點(diǎn)云的自動(dòng)逆向建模方法，其特征在于，所述步驟S2，提取實(shí)際邊界點(diǎn)集，具體包括：

對(duì)梁整體數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，初步定位梁長(zhǎng)方向，獲取梁體端面的種子點(diǎn)數(shù)據(jù)，并利用區(qū)域生長(zhǎng)法形成端面相關(guān)點(diǎn)云，擬合平面后，投影并降維相關(guān)點(diǎn)云形成端面形狀，提取實(shí)際邊界點(diǎn)集。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土組合箱梁殘缺三維激光點(diǎn)云的自動(dòng)逆向建模方法，其特征在于，所述步驟S3，具體包括：

將實(shí)際邊界點(diǎn)集與設(shè)計(jì)特征點(diǎn)集進(jìn)行最佳匹配，使設(shè)計(jì)特征點(diǎn)集中各點(diǎn)到實(shí)際邊界點(diǎn)集中最近點(diǎn)的距離總和最小，并形成設(shè)計(jì)特征邊集；

利用最小生成樹對(duì)實(shí)際邊界點(diǎn)集進(jìn)行邊界預(yù)測(cè)，形成預(yù)測(cè)邊界集；

基于預(yù)測(cè)邊界集與設(shè)計(jì)特征邊集的余弦相似度以及預(yù)測(cè)邊界集各邊兩端點(diǎn)到設(shè)計(jì)特征邊集的距離的歸一化評(píng)估函數(shù)，將實(shí)際邊界點(diǎn)集歸類到設(shè)計(jì)特征邊集中的各邊，并擬合形成實(shí)際邊界線方程；對(duì)頂面邊界線方程進(jìn)行修正，同時(shí)獲得箱梁懸臂內(nèi)外高度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的混凝土組合箱梁殘缺三維激光點(diǎn)云的自動(dòng)逆向建模方法，其特征在于，所述步驟S4，具體包括：

利用擬合計(jì)算的箱梁端面邊界線方程求得箱梁頂、底面平面方程，并二次定位梁體，使梁長(zhǎng)在X軸方向上，梁寬在Y軸方向上，梁高在Z軸方向上，并使箱梁底面水平；

一方面，利用定位的梁體和施工圖紙中設(shè)計(jì)的尺寸數(shù)據(jù)作為參考獲取各待求平面種子點(diǎn)后區(qū)域生長(zhǎng)，擬合形成平面，包括：梁體側(cè)面、懸臂側(cè)面、橫隔梁縱向端面，并利用橫隔梁縱向端面的區(qū)間最低點(diǎn)擬合生成橫隔梁底面；

另一方面，縱向按一定間距以垂直于梁長(zhǎng)方向的平面進(jìn)行分割并投影，求得懸臂底面和梁體側(cè)面的交點(diǎn)，形成梁體的線形數(shù)據(jù)，獲得線形修正參數(shù)。