[发明专利]一种基于三维重构的异形构筑物尺寸检验方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于三维重构的异形构筑物尺寸检验方法及系统，包括以下步骤：S1)在构件上设置标记点；S2)照片采集装置从多个设定角度拍摄构件的照片；S3)将照片导入计算机，生成点云模型，识别对应标记点并进行标记点匹配，得到包含点云中全部点的第一点集P；S4)导入三维设计模型，将第一点集P中的点与三维设计模型相互关联，得到与第一点集P中的点一一对应的第二点集Q；S5)将第一点集P和第二点集Q进行匹配调整，并得到误差云图；S6)根据误差云图获取点云模型各部位与设计模型之间的误差，判断是否在设定误差范围内进行尺寸检验，与现有技术相比，本发明具有检验精度高且效率高等优点。

技术领域

本发明涉及公路工程构筑物的测量，尤其是涉及一种基于三维重构的异形构筑物尺寸检验方法及系统。

背景技术

公路工程预制构件的制造精度水平是影响构筑物结构拼装、控制建造质量的关键因素，对预制构件的尺寸进行测量验收是检验预制质量的关键。

传统的公路工程构筑物形状大都比较规则，细部构造特征不明显，对其测量的精度要求也不高，适合于人工对构筑物上的某几个预先设定的位置进行测量并取平均值的方法。由于制造工艺的进步和实际需求的变化，公路工程构筑物的外形变得越来越复杂，细部构造越来越多，对其进行测量的精度要求也越来越大。针对这种具有复杂细部构造的异形公路工程构筑物，使用传统的人工测量方法将很难满足测量的精度要求。

中国专利CN201610367071.4公开了一种矩形体的自动化检测与三维重构系统及方法，包括驱动位移模块、用于采集待测矩形体表面激光点云的激光扫描模块、用于采集待测矩形体表面纹理图像的纹理采集模块和中央处理模块，其中驱动位移模块包括多轴步进电机驱动器、X轴平移台、Y轴平移台、Z轴平移台、旋转台和载物台，中央处理模块连接多轴步进电机驱动器、激光扫描模块和纹理采集模块。该专利在激光点云获取分析、图像拍摄与处理、三维模型重建上实现了自动化，可快速实现矩形体的自动化检测和三维纹理重构。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于三维重构的异形构筑物尺寸检验方法及系统，解决异形公路工程构筑物利用传统人工测量方法很难满足测量精度要求的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于三维重构的异形构筑物尺寸检验方法及系统，包括以下步骤：

S1)在构件上设置标记点；

S2)照片采集装置拍摄多个角度的构件照片；

S3)导入构件照片，生成点云模型，识别对应标记点并进行标记点匹配，得到包含点云中全部点的第一点集P；

S4)导入三维设计模型，将第一点集P中的点与三维设计模型相互关联，得到与第一点集P中的点一一对应的第二点集Q；

S5)将第一点集P和第二点集Q进行匹配调整，并得到误差云图；

S6)根据误差云图获取点云模型各部位与设计模型之间的误差，判断该误差是否在设定误差范围内，若是，则该构件尺寸合格，若否，则该构件尺寸不合格。

进一步地，所述的步骤S4)具体包括以下步骤：

S401)取第一点集P中的一个点作该点的法向量；

S402)获取该法向量与三维设计模型表面的交点，作为第二点集Q中该点的对应点；

S403)重复步骤S401)和步骤S402)，遍历第一点集P中的全部点，得到与第一点集P中的点一一对应的第二点集Q。

进一步地，在利用标记点粗略匹配后，为了使计算结果更加精确，利用对齐算法，对第一点集P和第二点集Q进行迭代，进行进一步精准匹配，所述的步骤S5具体包括以下步骤：

S501)构建匹配目标函数；