[发明专利]建造水下结构的三维模型

权利要求书

1.一种建造水下结构的三维模型的方法，包括：

利用3D成像声纳引导声波声纳波朝向水下结构；

利用3D成像声纳接收从水下结构反射的声波声纳波；

通过从水下结构反射的声波声纳波获得3D数据点，所述3D数据点被设置成提供水下结构的三维图像；

从所获得的3D数据点生成水下结构的对准模型；

引导一个或多个声波声纳波朝向水下结构并接收从水下结构反射的一个或多个声波声纳波；

从自水下结构反射的一个或多个声波声纳波获得新的3D数据点，所述新的3D数据点被设置成提供水下结构的一个或多个三维图像；

通过一处理过程减小误差传播，所述处理过程包括确定一个或多个三维图像是否提供对准模型的两个现有部分的数据，当一个或多个三维图像提供对准模型的两个现有部分的数据时，从对准模型的两个现有部分提取区别特征，匹配区别特征并计算姿态校正；和，当姿态校正高于阈值时，利用校正的姿态和来自点云档案的点云重新计算要被调整的模型的部分；

将新的3D数据点的样本与对准模型对准；和

通过新的3D数据点建造水下结构的三维模型，

其中3D成像声纳由单个传送的声纳脉冲或声纳脉冲信号的反射的声纳信号形成3D图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述水下结构是非固定的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述引导、接收、获得、生成、引导、获得、减小、对准和建造的步骤是在水下航行器上进行的，所述水下航行器是自主式水下航行器或远程操纵潜水器中的一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其中获得3D数据点和获得新的3D数据点的步骤包括过滤通过引导声波声纳波朝向水下结构所接收到的响应。

5.根据权利要求1所述的方法，其中对准步骤包括对来自多个声波声纳脉冲的3D数据点重复进行匹配过程，所述匹配过程包括调整所采样的新的3D数据点以便与所生成的对准模型匹配。

6.根据权利要求5所述的方法，其中来自多个声波声纳脉冲的3D数据点具有重叠的数据点。

7.根据权利要求1所述的方法，其中生成对准模型的步骤还包括水下结构的至少第一次通过的环路闭合处理过程；所述环路闭合处理过程被设置成设定使误差传播最小化的初始参照。

8.根据权利要求1所述的方法，其中建造三维模型的步骤包括将新的3D数据点的多个样本与对准模型进行比对。

9.根据权利要求8所述的方法，其中每个样本表示由一个或多个声波声纳波检查的区域的不同视角。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述样本包括由一个或多个声波声纳波检查的区域的一些重叠。

11.一种用于建造水下结构的三维模型的系统，包括：

在水下航行器上的传感器，所述传感器是3D成像声纳，所述传感器被设置成引导声波声纳波朝向水下结构并接收从水下结构反射的声波声纳波，所反射的声波声纳波被设置成被处理成水下结构的三维(3D)图像；

在水下航行器上的数据存储器，被设置成接收来自传感器的响应；和

在水下航行器上的数据处理器；

所述数据处理器被设置成从所述数据存储器获得3D数据点，所述3D数据点被设置成提供水下结构的三维图像，

所述数据处理器被设置成从所获得的3D数据点生成水下结构的对准模型，

所述数据处理器被设置成在其它的3D声纳被传感器采集后从所述数据存储器获得新的3D数据点，所述新的3D数据点被设置成提供水下结构的三维图像；

所述数据处理器被设置成确定三维图像是否提供对准模型的两个现有部分的数据，并且被设置成当三维图像提供对准模型的两个现有部分的数据时，从对准模型的两个现有部分提取区别特征，匹配区别特征并计算姿态校正；和，被设置成当姿态校正高于阈值时，利用校正的姿态和来自点云档案的点云重新计算要被调整的模型的部分，以便减小误差传播，和

所述数据处理器被设置成将新的3D数据点的样本与对准模型进行比对，并用新的3D数据点建造水下结构的三维模型，

其中3D成像声纳由单个传送的声纳脉冲或声纳脉冲信号的反射的声纳信号形成3D图像。