本發(fā)明涉及三維模型處理，尤其涉及一種基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，為了盡可能逼真地構(gòu)建電力系統(tǒng)設(shè)備模型（如變電場(chǎng)站模型）以反映實(shí)際場(chǎng)景，通常，通過運(yùn)動(dòng)恢復(fù)結(jié)構(gòu)（sfm）算法對(duì)無人機(jī)帶動(dòng)相機(jī)在多視角下拍攝實(shí)景測(cè)區(qū)產(chǎn)生的影像集進(jìn)行處理，以產(chǎn)生稀疏三維點(diǎn)云，通過多視圖立體視覺（mvs）算法對(duì)稀疏三維點(diǎn)云進(jìn)行重建后，利用稠密三維點(diǎn)云構(gòu)建mesh模型，利用影像集對(duì)mesh模型進(jìn)行紋理重建，最終形成帶幾何及紋理細(xì)節(jié)的實(shí)景三維模型。然而，隨著智慧運(yùn)維、智慧巡檢等業(yè)務(wù)需求的不斷增加，需要將整體的三維模型分割為獨(dú)立的具有業(yè)務(wù)與屬性信息的實(shí)體，提供變電站場(chǎng)景下的單體化三維模型構(gòu)建技術(shù)不可或缺。

2、現(xiàn)有的三維模型拼接算法通常只是針對(duì)特定空間關(guān)系的至少兩個(gè)三維模型進(jìn)行拼接處理，前述特定空間關(guān)系是指兩個(gè)三維模型之間的空間關(guān)系為體與體進(jìn)入，而對(duì)于相離的任意兩個(gè)三維模型無法做出拼接處理。對(duì)于具有設(shè)施眾多且部署復(fù)雜等特點(diǎn)的一些場(chǎng)景（比如：變電站或生產(chǎn)工廠），受到數(shù)據(jù)采集和三維重建算法等局限性，難以平衡建模算力和建模精度，也容易導(dǎo)致三維場(chǎng)景模型中表現(xiàn)出幾何誤差，即便采用三維模型拼接算法也會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)漏情況，比如，本應(yīng)屬于同一設(shè)備的不同部件需要拼接在一起，但因呈相離這種三維空間關(guān)系而未能拼接在一起，這種相離關(guān)系可能由建模誤差等多種因素引起。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法，通過根據(jù)三維模型之間的空間關(guān)系進(jìn)行三維模型拼接，提高了三維模型拼接精度。

2、本發(fā)明實(shí)施例的第一方面提供了一種基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法，方法包括：

3、選取幾何體模型集合中若干個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接；

4、計(jì)算各個(gè)幾何體模型之間的幾何距離，判斷幾何距離是否小于第一閾值，若幾何距離小于第一閾值且大于0，則根據(jù)各個(gè)幾何體模型之間需要進(jìn)行拼接的兩個(gè)面的面積，將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型；

5、若幾何距離小于第一閾值且小于0，則根據(jù)各個(gè)幾何體模型的體積，將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型。

6、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)各個(gè)幾何體模型之間需要進(jìn)行拼接的兩個(gè)面的面積，將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型，包括：

7、分別計(jì)算若干個(gè)幾何體模型之間需要進(jìn)行拼接的兩個(gè)面的面積，以獲得面積比值；

8、若面積比值大于第二閾值，則采用第一拼接模式將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接；

9、若面積比值小于等于第二閾值，則采用第二拼接模式將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接。

10、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，若面積比值大于第二閾值，則采用第一拼接模式將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接，包括:

11、若面積比值大于第二閾值，則將若干個(gè)幾何體模型之間需要進(jìn)行拼接的兩個(gè)面的邊界相連，得到截錐體；

12、根據(jù)截錐體將若干個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接。

13、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，若面積比值小于等于第二閾值，則采用第二拼接模式將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接，包括：

14、若面積比值小于等于第二閾值，則將面積小的面對(duì)應(yīng)的幾何體模型，向面積大的面對(duì)應(yīng)的幾何體模型的進(jìn)行延長(zhǎng)，得到相交區(qū)域；

15、將相交區(qū)域刪除，完成拼接。

16、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)各個(gè)幾何體模型的體積，將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型，包括：

17、分別計(jì)算各個(gè)幾何體模型的體積，以獲得各個(gè)幾何體模型之間的體積比值；

18、判斷各個(gè)幾何體模型之間的體積比值是否大于第三閾值，若小于等于第三閾值，則根據(jù)非重疊區(qū)域的數(shù)量，采用第三拼接模式或第四拼接模式將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接；

19、若大于第三閾值，則延長(zhǎng)體積小的幾何體模型，并刪除重疊區(qū)域，完成拼接得到三維模型。

20、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，非重疊區(qū)域根據(jù)擴(kuò)展重疊區(qū)域得到，包括：

21、確定各個(gè)幾何體模型之間的重疊區(qū)域，沿著各個(gè)幾何體模型的軸線方向，對(duì)重疊區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)展，得到擴(kuò)展重疊區(qū)域；

22、根據(jù)擴(kuò)展重疊區(qū)域，得到對(duì)應(yīng)的非重疊區(qū)域。

23、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)非重疊區(qū)域的數(shù)量，采用第三拼接模式將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接，包括：

24、若非重疊區(qū)域的數(shù)量大于等于兩個(gè)，則計(jì)算各個(gè)非重疊區(qū)域的體積，以獲得非重疊區(qū)域之間的體積比值，若非重疊區(qū)域之間的體積比值小于第四閾值，則刪除體積小的非重疊區(qū)域，完成拼接；

25、若非重疊區(qū)域之間的體積比值大于第四閾值，則刪除重疊區(qū)域。

26、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)非重疊區(qū)域的數(shù)量，采用第四拼接模式將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接，包括：

27、若非重疊區(qū)域的數(shù)量小于兩個(gè)，則刪除重疊區(qū)域。

28、本發(fā)明實(shí)施例的第二方面提供了一種用于設(shè)備的三維模型拼接方法，方法包括：

29、采集待建模設(shè)備場(chǎng)景的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

30、對(duì)待建模場(chǎng)景的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行場(chǎng)景實(shí)例分割，得到多個(gè)場(chǎng)景實(shí)例，根據(jù)各個(gè)場(chǎng)景實(shí)例的幾何語義信息進(jìn)行分析，得到各個(gè)場(chǎng)景實(shí)例的形狀信息；

31、基于形狀信息，利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行局部擬合，得到各個(gè)場(chǎng)景實(shí)例的幾何體模型集合，其中，形狀信息中包括多個(gè)幾何體，幾何體模型集合包括多個(gè)幾何體模型；

32、利用幾何體模型集合中的各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接，得到待建模設(shè)備場(chǎng)景的三維模型，其中，三維模型采用上述的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法得到。

33、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在得到待建模設(shè)備場(chǎng)景的三維模型后，還包括：

34、采用預(yù)設(shè)高度的水平面作為地面，判斷待建模設(shè)備場(chǎng)景的三維模型中各個(gè)三維模型對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景實(shí)例是否為接地類別，若是，則對(duì)三維模型進(jìn)行延長(zhǎng)或切割，若否，則保持不變。

35、本發(fā)明實(shí)施例提供的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法，通過選取幾何體模型集合中若干個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接，計(jì)算各個(gè)幾何體模型之間的幾何距離，判斷幾何距離是否小于第一閾值，若幾何距離小于第一閾值且大于0，則根據(jù)各個(gè)幾何體模型之間需要進(jìn)行拼接的兩個(gè)面的面積，將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型，若幾何距離小于第一閾值且小于0，則根據(jù)各個(gè)幾何體模型的體積，將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型。上述方法通過利用根據(jù)三維模型之間的空間關(guān)系進(jìn)行三維模型拼接，提高了三維模型拼接精度。

技術(shù)特征：

1.一種基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法，其特征在于，所述根據(jù)各個(gè)所述幾何體模型之間需要進(jìn)行拼接的兩個(gè)面的面積，將各個(gè)所述幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型，包括：

3.如權(quán)利要求2所述的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法，其特征在于，所述若所述面積比值大于第二閾值，則采用第一拼接模式將各個(gè)所述幾何體模型進(jìn)行拼接，包括:

4.如權(quán)利要求2所述的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法，其特征在于，所述若所述面積比值小于等于所述第二閾值，則采用第二拼接模式將各個(gè)所述幾何體模型進(jìn)行拼接，包括：

5.如權(quán)利要求1所述的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法，其特征在于，所述根據(jù)各個(gè)所述幾何體模型的體積，將各個(gè)所述幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型，包括：

6.如權(quán)利要求5所述的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法，其特征在于，所述非重疊區(qū)域根據(jù)擴(kuò)展重疊區(qū)域得到，包括：

7.如權(quán)利要求5所述的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法，其特征在于，所述根據(jù)非重疊區(qū)域的數(shù)量，采用第三拼接模式將各個(gè)所述幾何體模型進(jìn)行拼接，包括：

8.如權(quán)利要求5所述的基于體-體空間關(guān)系的三維模型拼接方法，其特征在于，所述根據(jù)非重疊區(qū)域的數(shù)量，采用第四拼接模式將各個(gè)所述幾何體模型進(jìn)行拼接，包括：

9.一種用于設(shè)備的三維模型拼接方法，其特征在于，包括：

10.如權(quán)利要求9所述的用于設(shè)備的三維模型拼接方法，其特征在于，在得到所述待建模設(shè)備場(chǎng)景的三維模型后，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了基于體?體空間關(guān)系的三維模型拼接方法，通過選取幾何體模型集合中若干個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接，計(jì)算各個(gè)幾何體模型之間的幾何距離，判斷幾何距離是否小于第一閾值，若幾何距離小于第一閾值且大于0，則根據(jù)各個(gè)幾何體模型之間需要進(jìn)行拼接的兩個(gè)面的面積，將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型，若幾何距離小于第一閾值且小于0，則根據(jù)各個(gè)幾何體模型的體積，將各個(gè)幾何體模型進(jìn)行拼接,得到三維模型。上述方法通過利用根據(jù)三維模型之間的空間關(guān)系進(jìn)行三維模型拼接，提高了三維模型拼接精度。

技術(shù)研發(fā)人員：陳赟,李端姣,張英,孫文星,黃佳靈,黃榆耀,黃鑫,顏大涵,劉梓權(quán),陳文旭,鄒浩立,陳家賢,鄭煜輝,盧潤(rùn)波,盧振鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19