[发明专利]一种基于测绘与二维图像的变电站三维建模方法及系统

摘要

本发明公开一种基于测绘与二维图像的变电站三维建模方法及系统。所述方法包括：获取变电站设备的二维图像；采用K‑means算法对所述二维图像中的物体进行分割；采用快速傅里叶算法提取所述物体形状的形状特征；从形状库中检索出与所述形状特征相匹配的三维形状；将所述三维形状组合形成所述变电设备的三维模型；获取对于所述变电站设备的测绘数据，所述测绘数据至少包括所述变电站设备的实际尺寸、实际间距；根据所述测绘数据，确定各个所述三维模型之间的相对位置关系；采用各个所述三维模型建立所述变电站设备所在的变电站的三维场景模型。采用本发明的方法或系统，可以自动实现变电站三维建模，极大的降低建模成本与时间，提高效率。

主权项

1.一种基于测绘与二维图像的变电站三维建模方法，其特征在于，包括：获取变电站设备的二维图像；采用K‑means算法对所述二维图像中的物体进行分割，得到分割后的物体形状，具体实现方式如下：将二维图像中拍摄的物体的边分为n连接边和t连接边；n连接边是指连接两相邻节点的边，t连接边是指连接端点和相邻节点之间的边；定义分割代价，分割代价越小，分割效果越好；分割代价为所有边能量权值之和，如式(1)所示：式(1)中，E1为t连接所有像素能量值之和，E2为n连接所有像素能量值之和；s为源端点，t为目标端点，二者所连边为t连接边；λ是平衡E1和E2两个分量的参数；p、q为两相邻节点，二者所连边为n连接边，xp、xq为两点像素值；δ为节点的集合，ε为边的集合；对于t连接分量，建立数组来存储分量能量值，从源端点s出发到端点t的边定义为o_n，节点到端点的欧式距离为欧式距离越短则该节点与端点越相似，属于该定义集合o_n，为该边E₁赋值0，反之则为E₁赋值1，并以此点作为下一源点重复上述过程，直至遍历图中所有节点；对于n连接分量，其能量值E2是根据像素与周围关系来确定的，当p、q两节点越相似时E2值越大，两节点差异越大E2值将越趋向于0，根据两像素的颜色距离，将p、q两节点的n连接分量能量值定义为最后求解能量函数，确定不同形状外轮廓与型心，将图像分割为不同部分；采用快速傅里叶算法提取所述物体形状的形状特征；从形状库中检索出与所述形状特征相匹配的三维形状；将所述三维形状组合形成所述变电设备的三维模型；获取对于所述变电站设备的测绘数据，所述测绘数据至少包括所述变电站设备的实际尺寸、实际间距；根据所述测绘数据，确定各个所述三维模型之间的相对位置关系，具体包括：根据所述实际尺寸确定所述变电站设备对应的三维模型的像素尺寸；根据所述实际间距确定所述变电站设备对应的三维模型的像素间距；根据所述像素尺寸确定所述三维模型的显示轮廓大小；根据所述像素间距确定所述三维模型在所述三维场景模型中的显示位置；基于所述相对位置关系，采用各个所述三维模型建立所述变电站设备所在的变电站的三维场景模型。