本发明专利技术涉及工程建造技术领域,具体来说是一种网格模型智能化镶嵌的方法及系统,通过无人机采集线路工程影像和施工结构影像,处理器以无人机初次采集的线路工程影像建立初始实景网格模型,并随着施工进度的开展,通过无人机分段采集新增的施工结构影像,以供处理器形成进度实景网格模型,而后处理器将各阶段的进度实景网格模型与初始实景网格模型进行叠加,以形成阶段化实景网格模型。本发明专利技术同现有技术相比,其优点在于:有效解决了传统人工观测的繁琐与错漏,表达的不完整性;有效解决了各阶段整体线路工程倾斜摄影处理周期长的问题;有效解决了先影像镶嵌后实景模型的数据处理繁琐及实景网格模质量差的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种网格模型智能化镶嵌的方法及系统
本专利技术涉及工程建造
,具体来说是一种网格模型智能化镶嵌的方法及系统。
技术介绍
现状线路工程,跨度较大,表达现场的施工形象较为困难,往往通过数码摄影或人工测量的方式,然后进行内业的二维制图表达,一方面耗费人力资源,另一方面对施工形象的表达有欠缺,空间描述不具备有完整性;基于无人机的倾斜摄影技术,对线路工程进行数据采集,生成三维空间的实景模型,清晰呈现施工现场的工程形象,避免了人力资源的浪费,降低了作业人员的安全风险。目前,长距离的线路工程,基于倾斜摄影技术,生成的实景模型,周期较长,为了保证线路工程施工形象的完整性,随着施工进度而进行的整个线路工程影像采集,然后生成实景模型,处理周期如初始采集一样,内业的处理周期较长,不利于施工管理人员的快速决策。此外,线路工程随施工进度发生的变化,为了快速表达施工形象,节省外业航摄时间,一般是采用先影像镶嵌后生成实景网格模型的方式来表达施工形象,影像进行几何镶嵌与色彩镶嵌,受到不同摄影时段,航线敷设的差异,造成影像航高、比例尺、色差及位置的差异,形成网格模型质量较差,影像数据处理繁琐,不能有效保证线路工程实景模型的完整性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的不足,提供一种网格模型智能化镶嵌的方法及系统,施工各阶段直接对新增施工结构的范围进行倾斜摄影,无需进行整条线路的航摄,直接进行实景网格模型的智能化镶嵌,无需先进行影像镶嵌。为了实现上述目的,设计一种网格模型智能化镶嵌的方法,所述的方法基于无人机倾斜摄影方法,通过无人机采集线路工程影像和施工结构影像,处理器以无人机初次采集的线路工程影像建立初始实景网格模型,并随着施工进度的开展,通过无人机分段采集新增的施工结构影像,以供处理器形成进度实景网格模型,而后处理器将各阶段的进度实景网格模型与初始实景网格模型进行叠加,以形成阶段化实景网格模型,展示工程施工形象。本专利技术还具有如下优选的技术方案:所述的方法具体如下:步骤1:基于无人机的倾斜摄影方法,建立整条线路工程的初始实景网格模型;步骤2:创建包含部分重叠范围的阶段性新增的进度实景网格模型;步骤3:基于递归神经网络设计程序,进行进度实景网格模型的几何形态分析,并进行空间姿态的匹配;步骤4:进行三维网格面色差识别及实景网格模型的叠合的细化纠正;步骤5:进行实景网格模型的地表空间模型的空间分析,通过叠合边缘地表空间模型的吻合程度,裁切初始实景网格模型;步骤6:形成当前完整的线路工程的阶段化实景网格模型,输出成果。所述的方法具体如下:基于递归神经网络,对网格模型的三维网格面进行几何形态识别、色差识别及空间缓冲分析。首先,进行网格几何形态的空间分析,通过处理器识别三个地物的几何形态,以表面积的形式进行空位姿态的匹配,并形成叠合效果。然后对三维网格面的色彩进行RGB的数字化处理,形成数组,进行网格色差得叠加分析后,再进一步进行网格模型的细化纠正,确定网格模型的重合范围。最后基于重合范围,分别对新增网格模型进行横向及纵向在设定的范围内与关联的初始网格模型形成新的地表空间模型,并对新的地表空间模型与进行分析,查看叠合边缘的地表空间模型的吻合程度,条件成立,则进行叠加并裁切重合范围的原有网格模型。所述的以表面积的形式进行空位姿态的匹配的方法具体如下:第x个地物的形态图特征集用Dx=Dx(a’1,a’2,…,a’n)表示,a’n为第n个特征项,x和n为自然数,在相关性模型中,将两个地物的形态图特征集D1和D2之间的内容相关度Sim用特征集在几何空间坐标下所表示向量之间夹角的余弦值表示,W1k、W2k分别表示D1和D2第K个特征项的权值:得出预设特征和输出变量的相关性模型,若相似度大于等于设定值,则返回值为相应地物。所述的方法还对实景网格模型进行如下简化处理:Step1:读入初始网格M=Mn;Step2:对初始网格M中所有的边,计算折叠误差,并根据误差大小进行排序;Step3:取折叠误差最小的边进行折叠操作,记录折叠信息,更新与之相关的所有信息;Step4:重复Step3,直至当前的简化网格满足要求;Step5:输出简化网格M0和边折叠记录序列。所述的空间模型的吻合程度的判断方法如下:将主成分分析(PCA)方法与迭代近邻点(ICP)算法相结合,利用PCA方法将两个三维模型进行初始定位,再利用ICP方法进行微调校准;然后,以差值平方和函数来定量评估两模型的相似度。本专利技术还设计一种用于所述的网格模型智能化镶嵌的方法的系统,所述的系统包括:用于采集线路工程影像和施工结构影像的无人机,用于以无人机初次采集的线路工程影像建立初始实景网格模型,以无人机分段采集新增的施工结构影像建立进度实景网格模型,而后将各阶段的进度实景网格模型与初始实景网格模型进行叠加,以形成阶段化实景网格模型的处理器。本专利技术同现有技术相比,其优点在于:设计了一种网格模型智能化镶嵌的方法及系统,有效解决了传统人工观测的繁琐与错漏,表达的不完整性;有效解决了各阶段整体线路工程倾斜摄影处理周期长的问题;有效解决了先影像镶嵌后实景模型的数据处理繁琐及实景网格模质量差的问题。附图说明图1是一实施方式中本专利技术网格模型智能化镶嵌的方法的流程示意图。图2是一实施方式中边折叠与顶点的分裂操作示意图。图3是一实施方式中三角形T的表现形式。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明,这种装置及方法的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。参见图1,本实施方式中,所述的网格模型智能化镶嵌的方法的步骤如下:步骤1:基于无人机的倾斜摄影技术,建立整条线路工程的初始实景网格模型。步骤2:创建阶段性新增及部分重叠范围的实景网格模型。步骤3:基于递归神经网络设计程序,进行阶段性实景网格模型的几何形态分析,自动进行空间姿态的匹配。步骤4:进行三维网格面色差识别,进行实景网格模型的叠合的细化纠正。步骤5:进行实景网格模型的地表空间模型的空间分析,通过叠合边缘地表空间模型的吻合程度,裁切原有实景网格模型。步骤6:形成当前完整的线路工程的实景模型,输出成果。基于无人机倾斜摄影技术,以初次采集的线路工程影像建立初始实景模型,随着施工进度的开展,分别采集新增的施工结构,形成分段采集,仅采集新增结构及与0.5倍新增范围外的影像,不必进行整个线路工程范围的影像采集,范围降低,影像处理的成果提速,快速形成进度实景模型,将各阶段实景网格模型与初始实景网格模型进行叠加,设计了一种智能化镶嵌的算法,进行程序设计,自动叠加具有一定重叠范围的网格模型,快速形成阶段化实景网格模型成果,展示工程施工形象。一方面克服了整个线路航摄的影像镶嵌后生成网格模型偏差大的问题,另一方面解决了整条线路同步航摄的长周期问题。基于递归神经网络设计程序,对网格模型的三维网格面进行智能的几何形态识别、色差识别及空间缓冲分析。首先,进行网格几何形态的空间分析,通过自动识别三个地物的几何形态,电脑递归神经网络模块,结合预先采集的数千个地物三维网格文件作为训练库的数据源,将预设地物网格文件所提取的形态图作为特征,将这些典型特征对应输出变量设定为特定地物类型,利用递归神经网络模块对全体训练库中数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种网格模型智能化镶嵌的方法,其特征在于所述的方法基于无人机倾斜摄影方法,通过无人机采集线路工程影像和施工结构影像,处理器以无人机初次采集的线路工程影像建立初始实景网格模型,并随着施工进度的开展,通过无人机分段采集新增的施工结构影像,以供处理器形成进度实景网格模型,而后处理器将各阶段的进度实景网格模型与初始实景网格模型进行叠加,以形成阶段化实景网格模型,展示工程施工形象。
【技术特征摘要】
1.一种网格模型智能化镶嵌的方法,其特征在于所述的方法基于无人机倾斜摄影方法,通过无人机采集线路工程影像和施工结构影像,处理器以无人机初次采集的线路工程影像建立初始实景网格模型,并随着施工进度的开展,通过无人机分段采集新增的施工结构影像,以供处理器形成进度实景网格模型,而后处理器将各阶段的进度实景网格模型与初始实景网格模型进行叠加,以形成阶段化实景网格模型,展示工程施工形象。2.如权利要求1所述的网格模型智能化镶嵌的方法,其特征在于所述的方法具体如下:步骤1:基于无人机的倾斜摄影方法,建立整条线路工程的初始实景网格模型;步骤2:创建包含部分重叠范围的阶段性新增的进度实景网格模型;步骤3:基于递归神经网络设计程序,进行进度实景网格模型的几何形态分析,并进行空间姿态的匹配;步骤4:进行三维网格面色差识别及实景网格模型的叠合的细化纠正;步骤5:进行实景网格模型的地表空间模型的空间分析,通过叠合边缘地表空间模型的吻合程度,裁切初始实景网格模型;步骤6:形成当前完整的线路工程的阶段化实景网格模型,输出成果。3.如权利要求2所述的网格模型智能化镶嵌的方法,其特征在于所述的方法具体如下:基于递归神经网络,对网格模型的三维网格面进行几何形态识别、色差识别及空间缓冲分析,首先,进行网格几何形态的空间分析,通过处理器识别三个地物的几何形态,以表面积的形式进行空位姿态的匹配,并形成叠合效果;然后对三维网格面的色彩进行RGB的数字化处理,形成数组,进行网格色差得叠加分析后,再进一步进行网格模型的细化纠正,确定网格模型的重合范围;最后基于重合范围,分别对新增网格模型进行横向及纵向在设定的范围内与关联的初始网格模型形成新的地表空间模型,并对新的地表空间模型与进行分析,查看叠合边缘的地表空间模型的吻合程度,条件成立,则进行...
【专利技术属性】
技术研发人员:唐俊,姚松柏,翟昌骏,黄镭,刘克亮,陈哲红,
申请(专利权)人:中铁上海工程局集团有限公司,
类型:发明
国别省市:上海,31
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