[發(fā)明專利]既有復(fù)雜管線的三維建模方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010099116.0 | 申請日: | 2020-02-18 |
| 公開(公告)號: | CN111275815B | 公開(公告)日: | 2023-02-28 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 王代兵 | 申請(專利權(quán))人: | 中國建筑第八工程局有限公司 |
| 主分類號: | G06T17/00 | 分類號: | G06T17/00;G06F30/20;G06F113/14 |
| 代理公司: | 上海唯源專利代理有限公司 31229 | 代理人: | 季辰玲 |
| 地址: | 200122 上海市浦東新區(qū)中國*** | 國省代碼: | 上海;31 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 既有 復(fù)雜 管線 三維 建模 方法 | ||
1.一種既有復(fù)雜管線的三維建模方法,其特征在于,包括步驟:
根據(jù)建筑物機電管線的布置形態(tài)以及系統(tǒng)分布情況,進行三維激光掃描作業(yè)站點的確定;
在三維激光掃描作業(yè)站點確定之后,采用三維激光掃描儀進行掃描作業(yè),采集管線的三維點云數(shù)據(jù);
對掃描作業(yè)采集到的管線的三維點云數(shù)據(jù)進行拼接處理;
對完成拼接處理的管線三維點云數(shù)據(jù),輸入到GEOMAGIC軟件進行管線點云數(shù)據(jù)的逆向建模處理,完成管線點云數(shù)據(jù)的三維空間實體化建模;
對完成逆向建模處理的管線三維模型,進行曲率三維自適應(yīng),對管線局部空缺的部分進行自動化的三維建模,完成管線三維模型的完整性處理;
管線為圓柱體管道,通過檢測管道的曲率,識別管道的大小,與圓柱體進行匹配實現(xiàn)所述自動化的三維建模,包括步驟:
將預(yù)處理的點云數(shù)據(jù)分組為單獨的管道數(shù)據(jù)組;
通過所述管道數(shù)據(jù)組進行三維建模,利用圓柱體管道的曲率大小來確定不同類型的管道,測定曲面上任意一點的曲率的最大值、最小值以及方向,確定管道的方向;
將管道曲率的最大值定位為管道半徑的倒數(shù),通過對管道數(shù)據(jù)組的曲率進行三維分析,判定管道的半徑大小,對于掃描不全的管道的三維點云數(shù)據(jù)進行自動化的三維建模。
2.如權(quán)利要求1所述的既有復(fù)雜管線的三維建模方法,其特征在于,通過SCENE軟件對多站點采集到的管線的三維點云數(shù)據(jù)進行拼接處理,完成多站點數(shù)據(jù)的拼接處理。
3.如權(quán)利要求1所述的既有復(fù)雜管線的三維建模方法,其特征在于,將預(yù)處理的點云數(shù)據(jù)分組為單獨的管道數(shù)據(jù)組的步驟進一步包括:
基于空間連通性和表面法相似性原理將單個管線從點云數(shù)據(jù)中分離出;
在點云邊緣表面給定一個點a,把一個點a保存在每個管道數(shù)據(jù)組中,將點云表面的數(shù)據(jù)簡化為一組點。
4.如權(quán)利要求1所述的既有復(fù)雜管線的三維建模方法,其特征在于,通過所述管道數(shù)據(jù)組進行三維建模,利用圓柱體管道的曲率大小來確定不同類型的管道的步驟進一步包括:
根據(jù)管道的主要方向合并管道數(shù)據(jù)集表示一種管道類型;
基于曲率計算的管道的三維中心線近似;
按照組成部分將單個管道進行分割。
5.如權(quán)利要求4所述的既有復(fù)雜管線的三維建模方法,其特征在于,根據(jù)管道的主要方向合并管道數(shù)據(jù)集表示一種管道類型的步驟進一步包括:通過三維點云數(shù)據(jù)的劃分,確定管道的類型和位置。
6.如權(quán)利要求4所述的既有復(fù)雜管線的三維建模方法,其特征在于,基于曲率計算的管道的三維中心線近似的步驟進一步包括:把所有單一的管道整合成一個管道,并從數(shù)據(jù)集中計算管道的中心線,創(chuàng)建管道的幾何形狀。
7.如權(quán)利要求6所述的既有復(fù)雜管線的三維建模方法,其特征在于,對于變徑管道的中心線的確定,管道的半徑呈現(xiàn)出逐漸遞減或者遞增的趨勢,變徑的端點由管道的兩端的半徑來確定。
8.如權(quán)利要求1所述的既有復(fù)雜管線的三維建模方法,其特征在于,通過對管道數(shù)據(jù)組的曲率進行三維分析,判定管道的半徑大小,對于掃描不全的管道的三維點云數(shù)據(jù)進行自動化的三維建模的步驟進一步包括:
隨機選擇一組點,對每個管道數(shù)據(jù)組的曲率進行三維分析,從單位向量與點夾角小于60度的點中選取相鄰點的子集,計算曲率的最大值;
通過采用合理非均勻b樣條曲面,將所選擇的點擬合到所選相鄰點的數(shù)據(jù)組中。
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