[发明专利]一种基于混合现实技术的配网三维场景建模方法

说明书

本发明提供一种基于混合现实技术的配网三维场景建模方法，包括以下步骤：S1、图像采集：采用无人机对配网工程区域进行多角度拍摄；S2、图像预处理：对无人机拍摄的图像进行筛选、去噪、校准；S3、获取特征点：对预处理后的图像进行特征提取；S4、相机标定：建立相机成像的几何模型，求解相机的几何模型参数；S5、获取稀疏点云：通过标定的结果，将图像中二维特征点反推出其三维位置，由此将所有的二维特征点反推至三维空间，形成稀疏点云；S6、获取密集点云：对稀疏点云数据进行处理，形成密集点云；S7、表面重建：对密集点云数据进行表面重建。本发明提供了一种能够提高设计效率、减少设计失误的配网三维场景建模方法。

技术领域

本发明涉及配网工程技术领域，尤其涉及一种基于混合现实技术的配网三维场景建模方法。

背景技术

混合现实技术(Mix Reality,MR)是一种介于虚拟场景和现实场景之间的形态，包括了增强现实和增强虚拟，是指合并现实和虚拟而产生的新的可视化环境。在新的可视化环境里物理和数字对象共存，并实时互动。

目前配网存在着结构不合理、供电可靠性低、供电半径长和电源分布不合理等问题，严重限制了计划检修、迎峰度夏及故障复电等工作的开展。因此，配网网架优化成为供电部门的当务之急要解决的问题，这对配网的设计工作带来新的要求和更高的设计标准。

配网设计工作开始于现场测量，目前采用红外线测距仪、GPS/北斗辅助测量、滚轮、经纬仪等工具进行，具体做法根据线路长短和复杂程度的不同进行选择；在沿线测量的同时采用照相机拍摄现场的具体情况，包括现场突出好人的建筑物等地标性的参照物，以便准确将线程建筑物、道路名称等标志性参考点绘制到设计图上。

现场测量的工作量巨大，虽然步骤规范，并且会辅助许多仪器仪表，但是在测量过程中还是存在大量的人为主观因素，应此会对设计结果产生不确定的影响，不但容易由于不直观的图纸而造成设计失误，而且设计效率低下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高设计效率、减少设计失误的基于混合现实技术的配网三维场景建模方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于混合现实技术的配网三维场景建模方法，包括以下步骤：

S1、图像采集：采用无人机对配网工程区域进行多角度拍摄；

S2、图像预处理：对无人机拍摄的图像进行筛选、去噪、校准；

S3、获取特征点：对预处理后的图像进行特征提取；

S4、相机标定：建立相机成像的几何模型，求解相机的几何模型参数；

S5、获取稀疏点云：通过标定的结果，将图像中二维特征点反推出其三维位置，由此将所有的二维特征点反推至三维空间，形成稀疏点云；

S6、获取密集点云：对稀疏点云数据进行处理，形成密集点云；

S7、表面重建：对密集点云数据进行表面重建。

进一步的，步骤S1中，通过GPS地图预先规划好无人机的飞行路由。

进一步的，步骤S3中，采用SIFT算法对预处理后的图像进行特征提取，包括以下步骤：

s31、尺度空间极值检测：搜索所有尺度上的图像位置，通过高斯微分函数来识别潜在的对于尺度和旋转不变的特征点；

s32、特征点定位：在每个候选的位置上，通过拟合的精细模型来确定位置和尺度，依据特征点的稳定程度选取特征点；

s33、方向确定：基于图像局部的梯度方向，分配给每个特征点一个位置或多个方向；所有后面的对图像数据的操作都相对于特征点的方向、尺度和位置进行变换，从而提供对于这些变换的不变性。