[发明专利]一种基于惯导定位设备生成建筑模型的系统

说明书

本发明公开了一种基于惯导定位设备生成建筑模型的系统，包括惯性导航模块、信息处理与传输终端硬件设备和数据采集与处理模块、建筑物三维模型重建模块和三维建筑物展示模块等软件部分。其通过惯性导航模块采集建筑物外轮廓、重点设施位置、行走轨迹等基本信息，数据采集与处理模块确定楼层高度、层数、内部布局，根据采集和处理的建筑数据结合基于凸凹性判断的三角剖分算法快速构建建筑物三维模型。通过本发明方法，可对消防领域社会重点单位进行快速建模，消防员通过六熟悉巡防即生成可视化建筑模型，为消防员遂行灭火救援任务时掌握自身位置和消防作战资源位置等提供数据支撑。

技术领域

本发明涉及建筑物建模的技术领域，特别是涉及一种基于惯导定位设备生成建筑模型的系统。

背景技术

建筑物的三维模型是建设数字城市的重要基础数据之一，对城市规划、智能交通、导航、环境监测和防灾应急等都有重要的应用价值。目前常用的建模方式有两类，一种是利用现有的CAD工程图纸获取建筑物的详细尺寸信息，然后利用3DMAX、MAYA等建模工具进行三维建模；另一种方式是通过摄影测量技术恢复或者激光雷达扫描仪扫描等技术采集三维点云数据，在三维点云数据的基础上进行表面几何建模。第一种方式虽然建立的三维模型信息详细，但只有少量建筑物具有详细的工程图纸且这种建模方式时间本比较大，第二种建模方式虽然可以做到实时数据采集，然而此种方法容易造成数据缺失和噪声等现象，导致重建的模型表面往往存在不规整和噪点引起的突兀。如何快速在救援现场构建建筑物三维模型，提供给救援人员室内实时定位的功能，成为急需解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于惯导定位设备生成建筑模型的系统和方法。能够快速搭建建筑物的三维模型，从而为消防救援等特殊情况提供即时的信息支撑。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于惯导定位设备生成建筑模型的系统，包括惯性导航模块、信息处理与传输终端、数据采集与处理模块和建筑物三维模型重建模块；

所述惯性导航模块能够实时测量巡防人员的三维空间坐标，连续的三维空间坐标构成巡防人员的巡防轨迹；

所述信息处理与传输终端为数据采集与处理模块、建筑物三维模型重建模块和巡防记录数据提供用于存储数据的数据库；

所述数据采集与处理模块用于获得所巡防的建筑物外轮廓数据、楼层高度、楼层层数、建筑物内的重点设施(消防设施、楼梯、电梯等设施)的位置坐标和巡防轨迹数据并存储于信息处理与传输终端的数据库中；

数据采集与处理模块依据楼层高度和楼层层数，将重点设施的位置坐标和巡防轨迹坐标添加属于对应楼层(即属于哪一层楼)的标识；

所述建筑物三维模型重建模块依据建筑物外轮廓数据、楼层高度、楼层层数、建筑物内的重点设施的位置坐标和巡防轨迹数据进行三维模型重建，三维模型中包含楼层底面轮廓、楼层墙体、内部重点设施以及巡防轨迹信息。

所述系统执行如下步骤生成建筑物三维模型：

步骤1，惯性导航模块通过无线网络与信息处理与传输终端建立通信连接；

步骤2，巡防人员在进行巡防任务时通过数据采集与处理模块将能够表示建筑物外轮廓的关键点坐标进行特殊标记，并将结果存储于信息处理与传输终端的数据库中；

步骤3，巡防人员按楼层依次进行巡防，期间通过数据采集与处理模块对内部重点设施的位置坐标进行特殊标记直至巡防结束，并将结果存储于信息处理与传输终端的数据库中；

步骤4，建筑物三维模型重建模块依据数据库中的数据获得所巡防的建筑物外轮廓数据、楼层高度、楼层层数、建筑物内的重点设施的位置坐标和巡防轨迹数据进行三维模型重建；