[发明专利]一种管道三维模型的构建方法、系统和介质

说明书

本发明涉及一种管道三维模型的构建方法、系统和介质，包括获取目标管道内壁的初始点云数据序列，对所述初始点云数据序列进行去噪和管道中心校正处理，获得目标点云数据序列；采用预设的网格化重建方法，根据所述目标点云数据序列进行三维网络构建，获得目标管道三维模型。本发明能能对直接采集出来的管道内壁的初始点云数据序列进行多种校正，克服原始数据中的缺陷，并依据校正后的目标点云数据序列重建出准确的管道三维模型，实现管道三维可视化，准确率较高，建模效率更高，成本更低。

技术领域

本发明涉及下水道检测及数据处理技术领域，尤其涉及一种管道三维模型的构建方法、系统和介质。

背景技术

针对少水的下水道的数据采集和建模，激光雷达技术有很好的应用效果，其属于非接触式自动化测量技术。

目前，主流的技术方案主要是以下两种，一种是通过CCTV爬行器(是指一种将闭路电视应用在排水行业的管道检测上的爬行器)搭载激光雷达探头采集管道截面的点云序列帧数据。在现有技术中，通常是直接对接收到的点云序列帧数据进行管道三维模型的构建。然而，由于管道场景复杂，CCTV爬行器在管道行进时，遇到障碍物时会停滞不前以及自身抖动等特点，其采集的管道截面的点云序列帧数据存在以下缺陷：相邻帧数据之间电缆盘值较大，导致重构出来的管道三维模型数据失真严重；管心上下偏移等。这些缺陷对三维管道的可视化效果及后期的测量与分析后都有很大的影响。

另一种是通过三维激光扫描仪扫描探测管道内部的三维数据，包括管道截面方向上的二维数据和沿管道轴向的一维数据，根据三维数据进行管道三维模型的构建。然后这种方法存在以下缺陷：采集数据需要较长时间，建模速度慢，成本高。这些缺陷也不利于下水管道的三维可视化和相关的测量与分析。

因此，需要一种新型的管道三维模型的构建方法，既能克服直接根据管道截面的点云序列帧数据来三维建模所导致的模型失真等问题，又能克服利用三维激光扫描仪所采集的三维数据来建模所导致的建模效率低和成本高等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种管道三维模型的建模方法、系统和介质，能对直接采集出来的管道的初始点云数据序列进行多种校正，克服原始数据中的缺陷，并依据校正后的目标点云数据序列重建出准确的管道三维模型，进而构建准确的数字化城市下水道，实现管道三维可视化，准确率较高，数据采集方法更简单，建模效率更高，成本更低，有助于后期的管道测量与分析。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种管道三维模型的构建方法，包括以下步骤：

步骤1：获取目标管道内壁的初始点云数据序列，对所述初始点云数据序列进行去噪和管道中心校正处理，获得目标点云数据序列；

步骤2：采用预设的网格化重建方法，根据所述目标点云数据序列进行三维网络构建，获得目标管道三维模型。

依据本发明的另一方面，还提供了一种管道三维模型的构建系统，应用于本发明的管道三维模型的构建方法中，包括数据获取模块、数据处理模块、插值采样模块和三维建模模块；

所述数据获取模块，用于获取目标管道内壁的初始点云数据序列；

所述数据处理模块，用于对所述初始点云数据序列进行去噪和管道中心校正处理，获得目标点云数据序列；

所述三维建模模块，用于采用预设的网格化重建方法，根据所述目标点云数据序列进行三维网络构建，获得目标管道三维模型。

依据本发明的另一方面，还提供了一种管道三维模型的构建系统，包括处理器、存储器和存储在所述存储器中且可运行在所述处理器上的计算机程序，所述计算机程序运行时实现本发明中的管道三维模型的构建方法的步骤。