CN118097029A - 一种基于TreeColumn三维扫描点云逆向生成双曲铝板的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例中提供了一种基于TreeColumn三维扫描点云逆向生成双曲铝板的方法及装置,方法包括以下步骤:获取树杈柱点云数据;根据树杈柱点云数据,利用模板匹配和选择局部特征点生成树杈柱三维模型;根据树杈柱三维模型获得双曲铝板特征点;根据双曲铝板特征点获得NUBS曲线;根据NUBS曲线生成双曲铝板模型;根据双曲铝板模型生成精装双曲铝板。提高精装双曲铝板与树杈柱的匹配精度,实现降本增效的目的;同时提高精装双曲铝板模板的灵活性,增加精装双曲铝板的多样性。
Description
技术领域
本公开实施例涉及建筑工程技术领域,尤其涉及一种基于TreeColumn三维扫描点云逆向生成双曲铝板的方法及装置。
背景技术
建筑信息模型即BIM是建筑学、工程学及土木工程的新工具、新技术。可以通过诸如Revit、Rhino等的三维设计软件,完成建筑工程设计。相较于传统的二维设计,三维设计是对整个设计的一次全面三维校审过程,这将大大提高各专业的设计质量,在一定程度上也促进了施工质量的提升。
在现有建筑施工中,遇到的Tree Column结构种类多,且在加工安装完成及结构卸载后,会有不同程度的形变导致的精装双曲铝板基于原Tree Column设计模型进行设计、生产、安装后间隙过大,导致安装不牢固,实用寿命短,浪费资源并且成本较高,而且传统的设计模型灵活性较低。
发明内容
有鉴于此,本公开实施例提供一种基于TreeColumn三维扫描点云逆向生成双曲铝板的方法及装置,解决现有技术中存在精装双曲铝板精度较低,设计模型灵活性较差的问题。
第一方面,本公开实施例提供了一种基于TreeColumn三维扫描点云逆向生成双曲铝板的方法,包括以下步骤:
获取树杈柱点云数据;
根据树杈柱点云数据,利用模板匹配和选择局部特征点生成树杈柱三维模型;
根据树杈柱三维模型获得双曲铝板特征点;
根据双曲铝板特征点获得NUBS曲线;
根据NUBS曲线生成双曲铝板模型;
根据双曲铝板模型生成精装双曲铝板。
进一步的,获取稳定状态的树杈柱点云数据,所述稳定状态是指钢结构树杈柱安装完成后,附加结构卸载且钢结构树杈柱形变稳定后的状态。
进一步的,利用模板匹配和选择局部特征点生成树杈柱三维模型包括:
选取树杈柱点云数据轮廓处的角点;
筛选、剔除噪点,获得处于树杈柱曲率变化范围内的有效角点;
根据有效角点,通过模板匹配软件进行模板匹配获得树杈柱三维模型。
进一步的,所述模板匹配软件包括Geomagic Design X软件。
进一步的,根据树杈柱三维模型获得双曲铝板特征点包括:
根据双曲铝板设计图的节点要求,选取双曲铝板结构外轮廓的角点;
筛选、剔除噪点,获得处于双曲铝板表面并且处于在装饰曲面曲率变化范围内的双曲铝板特征点。
进一步的,根据NUBS曲线生成双曲铝板模型包括:
对NUBS曲线进行特征编辑,生成双曲铝板模型,所述特征编辑是指依据设计给出的细部节点和效果图,进行放样、拉升曲线、倒圆角、修剪和重建曲面的细节处理。
第二方面,本公开实施例提供了一种基于TreeColumn三维扫描点云逆向生成双曲铝板的装置,包括:
数据获取模块,用于获取树杈柱点云数据;
第一模型处理模块,用于根据树杈柱点云数据,利用模板匹配和选择局部特征点生成树杈柱三维模型;
选取模块,用于根据树杈柱三维模型获得双曲铝板特征点;
拟合模块,用于根据双曲铝板特征点获得NUBS曲线;
第二模型处理模块,用于根据NUBS曲线生成双曲铝板模型;
输出模块,用于根据双曲铝板模型生成精装双曲铝板。
第三方面,本公开实施例提供了一种电子设备,所述电子设备包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行前述中的方法。
第四方面,本公开实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质,该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,该计算机指令用于使该计算机执行前述中的方法。
有益效果:提高精装双曲铝板与树杈柱的匹配精度,实现降本增效的目的;同时提高精装双曲铝板模板的灵活性,增加精装双曲铝板的多样性。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本公开实施例提供的方法流程示意图;
图2为本公开实施例提供的高精度点云模型示意图;
图3为本公开实施例提供的装饰铝板曲面效果示意图;
图4为本公开实施例提供的装置结构示意图;
图5为本公开实施例提供的电子设备示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
需要说明的是,下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见,本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中,且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开,所属领域的技术人员应了解,本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施,且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说,可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外,可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想,图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外,在以下描述中,提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而,所属领域的技术人员将理解,可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
本说明书实施例提供一种基于TreeColumn三维扫描点云逆向生成双曲铝板的方法,请参阅图1所示,包括以下步骤:
S1、获取树杈柱点云数据;
在一个可能的实施中,获取树杈柱点云数据为稳定状态的树杈柱点云数据,所述稳定状态是指钢结构树杈柱安装完成后,附加结构卸载且钢结构树杈柱形变稳定后的状态。例如,请参阅图2白色点状所示,钢结构树杈柱(Tree Column)现场安装完成,等待结构卸载及形变稳定后,采用高精度三维扫描仪,对所有Tree Column进行多角度的三维扫描,获取最终Tree Column的实际状态的树杈柱点云数据。
S2、根据树杈柱点云数据,利用模板匹配和选择局部特征点生成树杈柱三维模型;
在一个可能的实施中,利用模板匹配和选择局部特征点生成树杈柱三维模型包括:选取树杈柱点云数据轮廓处的角点;筛选、剔除噪点,获得处于树杈柱曲率变化范围内的有效角点;根据有效角点,通过模板匹配软件进行模板匹配获得树杈柱三维模型。例如,基于Tree Column的高精度的三维扫描树杈柱点云数据,经过点云数据的拼接、去噪、抽稀处理后,利用GeomagicDesign X 软件,创建高度匹配实体的Tree Column(树杈柱)三维模型。
S3、根据树杈柱三维模型获得双曲铝板特征点;
在一个可能的实施中,根据树杈柱三维模型获得双曲铝板特征点包括:
根据双曲铝板设计图的节点要求,选取双曲铝板结构外轮廓的角点;筛选、剔除噪点,获得处于双曲铝板表面并且处于在装饰曲面曲率变化范围内的双曲铝板特征点。
进一步说明的是,通过拟合好的树杈柱三维模型,计算柱截面规格,捕获柱心、柱中轴线位置来确定双曲铝板结构以及双曲铝板水平、前后和垂直方向的对称轴。简单点说就是让双曲铝板表皮的中心轴和结构中心轴一致,便于模块化设计加工和安装。
特征点(控制点):根据设计图的节点要求,选取结构外轮廓的角点,这些点必须是最接近装饰表面的点并且点的位置要尽量在装饰曲面曲率变化范围内。
S4、根据双曲铝板特征点获得NUBS曲线;
需要说明的是,特征曲线(nubs曲线)由特征点拟合出的NUBS曲线。这样的曲线可编辑性强,可以构建出各种顺滑的曲面造型供业主和设计选择。更贴合结构的同时避开可能产生的碰撞。
S5、根据NUBS曲线生成双曲铝板模型;
需要说明的是,利用NUBS曲线强大的可编辑特点,依据设计给出的细部节点和效果图,放样、拉升曲线,倒圆角,修剪、重建曲面等步骤完善细节,优化形成表皮模型,如图3白色区域所示。
S6、根据双曲铝板模型生成精装双曲铝板。
最后在Rhino中,生成用于精装铝板生产、加工图纸,完成铝板的工厂生产及加工。循环操作。最终完成该机场工程所有的Tree Column的精装双曲铝板的设计、生产、加工及安装,最终效果完全达到施工要求。
图4所示装置可以对应的执行上述方法实施例中的内容,本实施例未详细描述的部分,参照上述方法实施例中记载的内容,在此不再赘述。
一种基于TreeColumn三维扫描点云逆向生成双曲铝板的装置,包括:
数据获取模块701,用于获取树杈柱点云数据;
第一模型处理模块702,用于根据树杈柱点云数据,利用模板匹配和选择局部特征点生成树杈柱三维模型;
选取模块703,用于根据树杈柱三维模型获得双曲铝板特征点;
拟合模块704,用于根据双曲铝板特征点获得NUBS曲线;
第二模型处理模块705,用于根据NUBS曲线生成双曲铝板模型;
输出模块706,用于根据双曲铝板模型生成精装双曲铝板。
参见图5,本公开实施例还提供了一种电子设备80,该电子设备包括:
至少一个处理器;以及,
与该至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令,该指令被该至少一个处理器执行,以使该至少一个处理器能够执行前述方法。
本公开实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质,该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,该计算机指令用于使该计算机执行前述方法。
本公开实施例还提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序,该计算机程序包括程序指令,当该程序指令被计算机执行时,使该计算机执行前述方法。
下面参考图5,其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备80的结构示意图。本公开实施例中的电子设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图5示出的电子设备仅仅是一个示例,不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示,电子设备80可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)801,其可以根据存储在只读存储器(ROM)802中的程序或者从存储装置808加载到随机访问存储器(RAM)803中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 803中,还存储有电子设备80操作所需的各种程序和数据。处理装置801、ROM 802以及RAM 803通过总线804彼此相连。输入/输出(I/O)接口805也连接至总线804。
通常,以下装置可以连接至I/O接口805:包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、图像传感器、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置806;包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置807;包括例如磁带、硬盘等的存储装置808;以及通信装置809。通信装置809可以允许电子设备80与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图中示出了具有各种装置的电子设备80,但是应理解的是,并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
特别地,根据本公开的实施例,上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如,本公开的实施例包括一种计算机程序产品,其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序,该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中,该计算机程序可以通过通信装置809从网络上被下载和安装,或者从存储装置808被安装,或者从ROM 802被安装。在该计算机程序被处理装置801执行时,执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。
需要说明的是,本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中,计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:电线、光缆、RF(射频)等等,或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的;也可以是单独存在,而未装配入该电子设备中。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时,使得该电子设备可以执行上述方法实施例的相关步骤。
或者,上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时,使得该电子设备可以执行上述方法实施例的相关步骤。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码,上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图,图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现,也可以通过硬件的方式来实现。
应当理解,本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。
以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种基于TreeColumn三维扫描点云逆向生成双曲铝板的方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取树杈柱点云数据;
根据树杈柱点云数据,利用模板匹配和选择局部特征点生成树杈柱三维模型;
根据树杈柱三维模型获得双曲铝板特征点;
根据双曲铝板特征点获得NUBS曲线;
根据NUBS曲线生成双曲铝板模型;
根据双曲铝板模型生成精装双曲铝板。
2.根据权利要求1所述的一种基于TreeColumn三维扫描点云逆向生成双曲铝板的方法,其特征在于, 获取树杈柱点云数据为稳定状态的树杈柱点云数据,所述稳定状态是指钢结构树杈柱安装完成后,附加结构卸载且钢结构树杈柱形变稳定后的状态。
3.根据权利要求1所述的一种基于TreeColumn三维扫描点云逆向生成双曲铝板的方法,其特征在于,利用模板匹配和选择局部特征点生成树杈柱三维模型包括:
选取树杈柱点云数据轮廓处的角点;
筛选、剔除噪点,获得处于树杈柱曲率变化范围内的有效角点;
根据有效角点,通过模板匹配软件进行模板匹配获得树杈柱三维模型。
4.根据权利要求3所述的一种基于TreeColumn三维扫描点云逆向生成双曲铝板的方法,其特征在于,所述模板匹配软件包括Geomagic Design X软件。
5.根据权利要求1所述的一种基于TreeColumn三维扫描点云逆向生成双曲铝板的方法,其特征在于,根据树杈柱三维模型获得双曲铝板特征点包括:
根据双曲铝板设计图的节点要求,选取双曲铝板结构外轮廓的角点;
筛选、剔除噪点,获得处于双曲铝板表面并且处于在装饰曲面曲率变化范围内的双曲铝板特征点。
6.根据权利要求1所述的一种基于TreeColumn三维扫描点云逆向生成双曲铝板的方法,其特征在于,根据NUBS曲线生成双曲铝板模型包括:
对NUBS曲线进行特征编辑,生成双曲铝板模型,所述特征编辑是指依据设计给出的细部节点和效果图,进行放样、拉升曲线、倒圆角、修剪和重建曲面的细节处理。
7.一种基于TreeColumn三维扫描点云逆向生成双曲铝板的装置,其特征在于,包括:
数据获取模块,用于获取树杈柱点云数据;
第一模型处理模块,用于根据树杈柱点云数据,利用模板匹配和选择局部特征点生成树杈柱三维模型;
选取模块,用于根据树杈柱三维模型获得双曲铝板特征点;
拟合模块,用于根据双曲铝板特征点获得NUBS曲线;
第二模型处理模块,用于根据NUBS曲线生成双曲铝板模型;
输出模块,用于根据双曲铝板模型生成精装双曲铝板。
8.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行前述权利要求1-6中任一项所述方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质,该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,该计算机指令用于使该计算机执行前述权利要求1-6中任一项所述方法。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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