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      一種基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法與流程

      文檔序號(hào):40396523發(fā)布日期:2024-12-20 12:19閱讀:8來源:國知局
      一種基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法與流程

      本發(fā)明涉及三維模型處理,尤其涉及一種基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法和裝置。


      背景技術(shù):

      1、目前,為了盡可能逼真地構(gòu)建電力系統(tǒng)設(shè)備模型(如變電場(chǎng)站模型)以反映實(shí)際場(chǎng)景,通常,通過運(yùn)動(dòng)恢復(fù)結(jié)構(gòu)(sfm)算法對(duì)無人機(jī)帶動(dòng)相機(jī)在多視角下拍攝實(shí)景測(cè)區(qū)產(chǎn)生的影像集進(jìn)行處理,以產(chǎn)生稀疏三維點(diǎn)云,通過多視圖立體視覺(mvs)算法對(duì)稀疏三維點(diǎn)云進(jìn)行重建后,利用稠密三維點(diǎn)云構(gòu)建mesh模型,利用影像集對(duì)mesh模型進(jìn)行紋理重建,最終形成帶幾何及紋理細(xì)節(jié)的實(shí)景三維模型。然而,隨著智慧運(yùn)維、智慧巡檢等業(yè)務(wù)需求的不斷增加,需要將整體的三維模型分割為獨(dú)立的具有業(yè)務(wù)與屬性信息的實(shí)體,提供變電站場(chǎng)景下的單體化三維模型構(gòu)建技術(shù)不可或缺。

      2、現(xiàn)有的三維模型拼接算法通常只是針對(duì)特定空間關(guān)系的至少兩個(gè)三維模型進(jìn)行拼接處理,前述特定空間關(guān)系是指兩個(gè)三維模型之間的空間關(guān)系為體與體進(jìn)入,而對(duì)于相離的任意兩個(gè)三維模型無法做出拼接處理。對(duì)于具有設(shè)施眾多且部署復(fù)雜等特點(diǎn)的一些場(chǎng)景(比如:變電站或生產(chǎn)工廠),受到數(shù)據(jù)采集和三維重建算法等局限性,難以平衡建模算力和建模精度,也容易導(dǎo)致三維場(chǎng)景模型中表現(xiàn)出幾何誤差,即便采用三維模型拼接算法也會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)漏情況,比如,本應(yīng)屬于同一設(shè)備的不同部件需要拼接在一起,但因呈相離這種三維空間關(guān)系而未能拼接在一起,這種相離關(guān)系可能由建模誤差等多種因素引起。


      技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

      1、為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法,通過根據(jù)三維模型之間的空間關(guān)系進(jìn)行三維模型拼接,提高了三維模型拼接精度。

      2、本發(fā)明實(shí)施例的第一方面提供了一種基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法,方法包括:

      3、選取幾何體模型集合中若干個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接;

      4、計(jì)算各個(gè)幾何體模型之間的幾何距離,判斷幾何距離是否小于第一閾值,若幾何距離小于第一閾值且大于0,則根據(jù)各個(gè)幾何體模型之間需要進(jìn)行拼接的兩個(gè)面的面積,將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型;

      5、若幾何距離小于第一閾值且小于0,則根據(jù)各個(gè)幾何體模型的體積,將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型。

      6、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,根據(jù)各個(gè)幾何體模型之間需要進(jìn)行拼接的兩個(gè)面的面積,將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型,包括:

      7、分別計(jì)算若干個(gè)幾何體模型之間需要進(jìn)行拼接的兩個(gè)面的面積,以獲得面積比值;

      8、若面積比值大于第二閾值,則采用第一拼接模式將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接;

      9、若面積比值小于等于第二閾值,則采用第二拼接模式將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接。

      10、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,若面積比值大于第二閾值,則采用第一拼接模式將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,包括:

      11、若面積比值大于第二閾值,則將若干個(gè)幾何體模型之間需要進(jìn)行拼接的兩個(gè)面的邊界相連,得到截錐體;

      12、根據(jù)截錐體將若干個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接。

      13、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,若面積比值小于等于第二閾值,則采用第二拼接模式將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,包括:

      14、若面積比值小于等于第二閾值,則將面積小的面對(duì)應(yīng)的幾何體模型,向面積大的面對(duì)應(yīng)的幾何體模型的進(jìn)行延長(zhǎng),得到相交區(qū)域;

      15、將相交區(qū)域刪除,完成拼接。

      16、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,根據(jù)各個(gè)幾何體模型的體積,將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型,包括:

      17、分別計(jì)算各個(gè)幾何體模型的體積,以獲得各個(gè)幾何體模型之間的體積比值;

      18、判斷各個(gè)幾何體模型之間的體積比值是否大于第三閾值,若小于等于第三閾值,則根據(jù)非重疊區(qū)域的數(shù)量,采用第三拼接模式或第四拼接模式將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接;

      19、若大于第三閾值,則延長(zhǎng)體積小的幾何體模型,并刪除重疊區(qū)域,完成拼接得到三維模型。

      20、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,非重疊區(qū)域根據(jù)擴(kuò)展重疊區(qū)域得到,包括:

      21、確定各個(gè)幾何體模型之間的重疊區(qū)域,沿著各個(gè)幾何體模型的軸線方向,對(duì)重疊區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)展,得到擴(kuò)展重疊區(qū)域;

      22、根據(jù)擴(kuò)展重疊區(qū)域,得到對(duì)應(yīng)的非重疊區(qū)域。

      23、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,根據(jù)非重疊區(qū)域的數(shù)量,采用第三拼接模式將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,包括:

      24、若非重疊區(qū)域的數(shù)量大于等于兩個(gè),則計(jì)算各個(gè)非重疊區(qū)域的體積,以獲得非重疊區(qū)域之間的體積比值,若非重疊區(qū)域之間的體積比值小于第四閾值,則刪除體積小的非重疊區(qū)域,完成拼接;

      25、若非重疊區(qū)域之間的體積比值大于第四閾值,則刪除重疊區(qū)域。

      26、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,根據(jù)非重疊區(qū)域的數(shù)量,采用第四拼接模式將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,包括:

      27、若非重疊區(qū)域的數(shù)量小于兩個(gè),則刪除重疊區(qū)域。

      28、本發(fā)明實(shí)施例的第二方面提供了一種用于設(shè)備的三維模型拼接方法,方法包括:

      29、采集待建模設(shè)備場(chǎng)景的點(diǎn)云數(shù)據(jù);

      30、對(duì)待建模場(chǎng)景的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行場(chǎng)景實(shí)例分割,得到多個(gè)場(chǎng)景實(shí)例,根據(jù)各個(gè)場(chǎng)景實(shí)例的幾何語義信息進(jìn)行分析,得到各個(gè)場(chǎng)景實(shí)例的形狀信息;

      31、基于形狀信息,利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行局部擬合,得到各個(gè)場(chǎng)景實(shí)例的幾何體模型集合,其中,形狀信息中包括多個(gè)幾何體,幾何體模型集合包括多個(gè)幾何體模型;

      32、利用幾何體模型集合中的各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到待建模設(shè)備場(chǎng)景的三維模型,其中,三維模型采用上述的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法得到。

      33、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,在得到待建模設(shè)備場(chǎng)景的三維模型后,還包括:

      34、采用預(yù)設(shè)高度的水平面作為地面,判斷待建模設(shè)備場(chǎng)景的三維模型中各個(gè)三維模型對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景實(shí)例是否為接地類別,若是,則對(duì)三維模型進(jìn)行延長(zhǎng)或切割,若否,則保持不變。

      35、本發(fā)明實(shí)施例提供的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法,通過選取幾何體模型集合中若干個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,計(jì)算各個(gè)幾何體模型之間的幾何距離,判斷幾何距離是否小于第一閾值,若幾何距離小于第一閾值且大于0,則根據(jù)各個(gè)幾何體模型之間需要進(jìn)行拼接的兩個(gè)面的面積,將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型,若幾何距離小于第一閾值且小于0,則根據(jù)各個(gè)幾何體模型的體積,將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型。上述方法通過利用根據(jù)三維模型之間的空間關(guān)系進(jìn)行三維模型拼接,提高了三維模型拼接精度。



      技術(shù)特征:

      1.一種基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法,其特征在于,包括:

      2.如權(quán)利要求1所述的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法,其特征在于,所述根據(jù)各個(gè)所述幾何體模型之間需要進(jìn)行拼接的兩個(gè)面的面積,將各個(gè)所述幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型,包括:

      3.如權(quán)利要求2所述的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法,其特征在于,所述若所述面積比值大于第二閾值,則采用第一拼接模式將各個(gè)所述幾何體模型進(jìn)行拼接,包括:

      4.如權(quán)利要求2所述的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法,其特征在于,所述若所述面積比值小于等于所述第二閾值,則采用第二拼接模式將各個(gè)所述幾何體模型進(jìn)行拼接,包括:

      5.如權(quán)利要求1所述的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法,其特征在于,所述根據(jù)各個(gè)所述幾何體模型的體積,將各個(gè)所述幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型,包括:

      6.如權(quán)利要求5所述的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法,其特征在于,所述非重疊區(qū)域根據(jù)擴(kuò)展重疊區(qū)域得到,包括:

      7.如權(quán)利要求5所述的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法,其特征在于,所述根據(jù)非重疊區(qū)域的數(shù)量,采用第三拼接模式將各個(gè)所述幾何體模型進(jìn)行拼接,包括:

      8.如權(quán)利要求5所述的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法,其特征在于,所述根據(jù)非重疊區(qū)域的數(shù)量,采用第四拼接模式將各個(gè)所述幾何體模型進(jìn)行拼接,包括:

      9.一種用于設(shè)備的三維模型拼接方法,其特征在于,包括:

      10.如權(quán)利要求9所述的用于設(shè)備的三維模型拼接方法,其特征在于,在得到所述待建模設(shè)備場(chǎng)景的三維模型后,還包括:


      技術(shù)總結(jié)
      本發(fā)明公開了基于體?體空間關(guān)系的三維模型拼接方法,通過選取幾何體模型集合中若干個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,計(jì)算各個(gè)幾何體模型之間的幾何距離,判斷幾何距離是否小于第一閾值,若幾何距離小于第一閾值且大于0,則根據(jù)各個(gè)幾何體模型之間需要進(jìn)行拼接的兩個(gè)面的面積,將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型,若幾何距離小于第一閾值且小于0,則根據(jù)各個(gè)幾何體模型的體積,將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型。上述方法通過利用根據(jù)三維模型之間的空間關(guān)系進(jìn)行三維模型拼接,提高了三維模型拼接精度。

      技術(shù)研發(fā)人員:陳赟,李端姣,張英,孫文星,黃佳靈,黃榆耀,黃鑫,顏大涵,劉梓權(quán),陳文旭,鄒浩立,陳家賢,鄭煜輝,盧潤波,盧振鵬
      受保護(hù)的技術(shù)使用者:廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司
      技術(shù)研發(fā)日:
      技術(shù)公布日:2024/12/19
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