CN111241615A - 一种高度真实感的变电站多源融合三维建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高度真实感的变电站多源融合三维建模方法，其包括数据获取、数据处理、三维建模三个过程，通过多个扫描仪进行扫描，并收集各个扫描仪获得的点云数据和设备纹理图片，然后利用点云处理软件对多个扫描仪的点云数据进行分析处理，并进行点云拼接，最后根据拼接后的点云导入建模软件，实现三维建模，实现了多源融合，降低了对于人工的需求，较少了变电站禁入以及危险区域对三维建模的影响，降低了算法复杂度，实现了大型三维场景的高精确度高可靠度建模。
Description
技术领域
本发明涉及一种高度真实感的变电站多源融合三维建模方法。
背景技术
当前针对不同的实际应用场景有着多种不同的三维建模技术，目前比较常用的有如下两种方法：
1、基于二维影像进行三维建模的多目视觉方法，利用匹配的多幅图像根据摄影测量原理换源三维信息，此种方法需要人工匹配多幅图像来获得三维信息，算法比较复杂，得到的三维场景可靠性低精度低，并不适合变电站的精确三维建模，变电站场景复杂，存在禁入以及危险区域，不能够获取足够的二维影像；
2、基于二维工程图的三维建模技术，从二维工程图中提取三维空间信息进行处理，通过从工程图得到的三维信息进行建模，此种方法主要运用于利用二维工程图对及其零部件以及小型场景进行三维建模，变电站等大型建筑场景的工程图形中的三维信息通畅比较抽象、分散、多样和交叉，现有方法很难处理建筑图形中的表达方法，无法进行准确的三维建模。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高度真实感的变电站多源融合三维建模方法，采用本发明建立的模型精确度高且可靠度高。
本发明所采用的技术方案是：
一种高度真实感的变电站多源融合三维建模方法，其包括如下步骤：
数据获取，定制扫描路线，在变电站中布置扫描点，在两个扫描点之间布置标靶球作为点云拼接的定位点，在扫描点上布置扫描仪，进行设备纹理图片采集，根据采集到的图片绘制输变电线路图纸；
数据处理，将扫描得到的点云导入到SCENE处理软件，对各扫描仪的点云数据进行预处理，识别每个扫描点的标靶球，根据识别的标靶球完成变电站场景的点云拼接；将纹理图片进行筛选，按照图片内容的类目进行分类；
三维建模，将得到的整体点云导入建模软件，根据真实场景分割底面场景，使用多维材质贴图的方法进行贴图，以点云模型为基础并结合采集的纹理图片对变电站电气设备进行三维重建。
进一步的，在数据获取时，标靶球的数量不少于三个，且不位于同一条直线上。
进一步的，在数据处理过程中，根据识别的标靶球完成变电站场景点云拼接过程后，使用多边形选择器命令选择需要删除的噪点。
进一步的，在三维建模过程中，整体点云导入建模软件后，将地面场景简化为长方形，再根据真实场景分割地面场景。
进一步的，在三维建模过程中，以点云模型为基础对变电站电气设备进行三维重建后，在三维模型附上对应的纹理材质。
本发明的积极效果为：本发明利用多个扫描仪对变电站进行多源融合三维建模，降低了对于人工的需求，减少了变电站禁入以及危险区域对三维建模的影响，降低了算法复杂度，实现了大型三维场景的高精确度高可靠度建模。
附图说明
图1为本发明原理框图。
具体实施方式
如附图1所示，本发明包括如下步骤：
1.数据获取。对三维建模变电站进行实地考察，根据项目建模要求和现场环境制定扫描线路，在变电站中布置扫描点，对于变电站设备密集和危险区域，合理设计扫描点配置情况和扫描时间。在两个扫描点之间布置标靶球，作为点云拼接的定位点，摆放的并且可以被识别的标靶球数量至少有三个，且不位于同一条直线上。根据空间要求布置不同分辨率的扫描仪，每个扫描仪作为一个扫描站。根据变电站平面图划分拍摄区域，进行设备纹理图片采集，按照先全景再局部，先室外再室外的拍摄方法分布采集纹理照片，合理安排拍摄的角度和时间段。参考变电站建造设计图纸，根据当前项目建设和设备安装实际情况更新绘制输变电线路图纸。
2.数据处理。处理扫描站点云数据，将扫描得到的多站点云导入扫描站配套的点云处理软件SCENE中，预处理各个扫描站的点云数据，识别每个站中的标靶球，根据识别的标靶球完成变电站场景的点云拼接，使用多边形选择器命令选择需要删除的噪点，完成拼接和降噪后的整体点云。将纹理图片进行筛选，图片进行简单的图像处理，按照图片内容的类目进行分类。
3.三维建模。将整体点云转换格式导入建模软件，将地面场景简化为长方形，根据真实场景分割地面场景，使用多维材质贴图的方法进行贴图。以点云模型为基础加上多角度图片对变电站电气设备进行三维重建，附上对应的纹理材质。根据输电线路图纸和建造图纸对变电站中的线路管道使用线段建模，赋予该线段真实的参数，对应相应颜色的材质效果。
本发明通过多个扫描仪进行扫描，并收集各个扫描仪获得的点云数据和设备纹理图片，然后利用点云处理软件对多个扫描仪的点云数据进行分析处理，并进行点云拼接，最后根据拼接后的点云导入建模软件，实现三维建模，实现了多源融合，降低了对于人工的需求，减少了变电站禁入以及危险区域对三维建模的影响，降低了算法复杂度，实现了大型三维场景的高精确度高可靠度建模。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种高度真实感的变电站多源融合三维建模方法，其特征在于其包括如下步骤：
数据获取，定制扫描路线，在变电站中布置扫描点，在两个扫描点之间布置标靶球作为点云拼接的定位点，在扫描点上布置扫描仪，进行设备纹理图片采集，根据采集到的图片绘制输变电线路图纸；
数据处理，将扫描得到的点云导入到SCENE处理软件，对各扫描仪的点云数据进行预处理，识别每个扫描点的标靶球，根据识别的标靶球完成变电站场景的点云拼接；将纹理图片进行筛选，按照图片内容的类目进行分类；
三维建模，将得到的整体点云导入建模软件，根据真实场景分割底面场景，使用多维材质贴图的方法进行贴图，以点云模型为基础并结合采集的纹理图片对变电站电气设备进行三维重建。
2.根据权利要求1所述的一种高度真实感的变电站多源融合三维建模方法，其特征在于在数据获取时，标靶球的数量不少于三个，且不位于同一条直线上。
3.根据权利要求1所述的一种高度真实感的变电站多源融合三维建模方法，其特征在于在数据处理过程中，根据识别的标靶球完成变电站场景点云拼接过程后，使用多边形选择器命令选择需要删除的噪点。
4.根据权利要求1所述的一种高度真实感的变电站多源融合三维建模方法，其特征在于在三维建模过程中，整体点云导入建模软件后，将地面场景简化为长方形，再根据真实场景分割地面场景。
5.根据权利要求1或4所述的一种高度真实感的变电站多源融合三维建模方法，其特征在于在三维建模过程中，以点云模型为基础对变电站电气设备进行三维重建后，在三维模型附上对应的纹理材质。
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