[发明专利]基于三维重建技术的车辆碰撞角度分析系统

权利要求书

1.基于三维重建技术的车辆碰撞角度分析系统，其特征在于，包括依次连接的数据采集模块(10)、三维点云数据预处理模块(20)、点云数据重构模块(30)、法向量解算模块(40)和车辆碰撞角度分析模块(50)，

所述数据采集模块(10)用于快速采集交通事故现场碰撞车辆变形数据，输出三维点云数据；

所述三维点云数据预处理模块(20)用于对数据采集模块(10)采集的数据进行降噪处理和简化处理；

所述点云数据重构模块(30)用于对三维点云数据进行三角剖分，实现点云数据的重构，构建出平面三角网格；

所述法向量解算模块(40)用于求解三角网格中每个小三角形的法向量，并用该三角形的外心位置的法向量代替该三角形的法向量；

所述车辆碰撞角度分析模块(50)计算三角网格中所有三角形的法向量，采用法向量加权的方法获取车辆的碰撞角度；

其中，所述数据采集模块(10)的数据采集传感器包括三维激光扫描仪(101)与数字照相机(102)，通过三维激光扫描仪（101）直接获取事故车辆的碰撞变形数据，通过数字照相机（102）拍摄的二维图像使用图像处理算法转化为三维点云数据，将三维激光扫描仪（101）获取的三维点云数据与数字照相机（102）图像数据转化而来的三维点云数据融合后统一输出三维点云数据。

2.如权利要求1所述的基于三维重建技术的车辆碰撞角度分析系统，其特征在于：所述三维点云数据预处理模块(20)包括点云数据降噪处理子模块(201)与点云数据简化处理子模块(202)，点云数据降噪处理子模块(201)采用基于最小二乘算法的分布降噪算法，去除点云数据中的离群点与小振幅点；点云数据简化处理子模块(202)采用基于轮廓点提取的简化算法，提取出点云数据中能够表现出变形物体轮廓的数据点。

3.如权利要求2所述的基于三维重建技术的车辆碰撞角度分析系统，其特征在于：所述点云数据降噪处理子模块(201)的处理方法为：首先将三维点云数据栅格化处理，将每个点都按设定的规则放入每个小栅格中，然后求取小删格的最大连通域，将不在连通域内的点作为离群点删除，此后对连通域内的剩余的点云数据建立K邻域，并使用最小二乘算法拟合出每个K邻域内所有点的最佳逼近平面π，计算出该K邻域内所有点到该平面的距离，取平均值，最后将该K邻域内所有点到平面π距离大于阈值T的点作为小振幅点删除，至此便完成了所有点云数据的降噪处理。

4.如权利要求2所述的基于三维重建技术的车辆碰撞角度分析系统，其特征在于：所述点云数据简化处理子模块(202)的处理方法为：先读入点云数据，确定点云数据的最小包围盒；求出点云模型数据总量N和最小包围盒的体积V并初次栅格化点云模型；任意选取点P并对其进行K邻域搜索；根据点P及其K邻域拟合出最小二乘抛物面π₂，求出P点的法向量和曲率，并求出P点与其K邻域内其点的法向量之差，将该值与给定的阈值进行比较以确定是否要删除该点；最后将剩余的点以相同的方式进行曲率差判断，进一步进行筛选，最后留下来的点即为轮廓点，即完成点云数据的简化过程。

5.如权利要求1所述的基于三维重建技术的车辆碰撞角度分析系统，其特征在于：所述点云数据重构模块(30)采用基于映射法的delaunay三角剖分算法，构建出三角网格。

6.如权利要求5所述的基于三维重建技术的车辆碰撞角度分析系统，其特征在于：所述基于映射法的delaunay三角剖分算法，先对点云数据进行分片处理获取种子点邻域内所有的点，后将种子点与种子点的法向量所确定的平面作为投影平面，然后将种子点邻域内所有的点投影到该平面上，并对该平面上的点进行三角剖分。

7.如权利要求1所述的基于三维重建技术的车辆碰撞角度分析系统，其特征在于：所述车辆碰撞角度分析模块(50)基于三角面片的法向量加权建立车辆碰撞角度解算模型。