[发明专利]基于多传感器融合的管道三维建模方法和系统

说明书

本发明提供一种基于多传感器融合的管道三维建模方法和系统，方法包括获取管道点云数据和管道点云数据对应的第一坐标；根据管道点云数据和管道点云数据对应的第一坐标，通过第一坐标间的位置关系，基于三维网格重建算法，计算得到管道三维网格模型；获取管道摄像数据和管道摄像数据对应的第二坐标；通过第二坐标间的位置关系，对管道摄像数据进行拼接，得到管道图像；根据第二坐标和第一坐标间的对应关系，将管道图像附着在对应的管道三位网格模型上，得到三维实景模型；本发明能够建立精确度更高、适应性更好的管道三维模型；同时，本发明提供的三维实景模型，能够提升人工校核或机器识别的误差识别率。

技术领域

本发明涉及管道建模技术领域，尤其涉及一种基于多传感器融合的管道三维建模方法和系统。

背景技术

管道内检测是指通过驱动管道探测器在管道内运行，实时检测和记录管道的变形、腐蚀等损伤情况，并准确定位的作业。通过管道内检测可事先发现各种缺陷和损伤，了解各管段的危险程度，可预防和有效减少事故并节约管道维修资金，是保证管道安全的重要措施。

现有技术针对管道内检测这一需求，存在多种技术方案。管道三维建模是其中较为可行的一种。但现有技术存在着如下问题：

1、现有技术采用的传感器，不能适应多元的管道内环境，如管道沉积、管道破损、管内流体等。尤其是对于管道内存在未完全填充流体的情况，由于传感器信号折射、反射、被障碍阻隔等原因，现有技术往往无法得到精确性和适应性良好的建模结果，从而使得管道内检测的结果与实际情况存在较大偏差。

2、基于现有技术建立的管道三维模型，仅通过同类传感器返回结果建立模型，不提供管道内实景；对于可能出现的误差和误识别情况，人工校核或机器识别的判定基础单薄、识别率较低。

因此，提供一种基于多传感器融合的管道三维建模方法和系统，能够克服现有技术存在的问题，具有较高的实用价值和意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于多传感器融合的管道三维建模方法和系统。

本发明提供一种基于多传感器融合的管道三维建模方法，包括：

获取管道点云数据和管道点云数据对应的第一坐标；

根据管道点云数据和管道点云数据对应的第一坐标，通过第一坐标间的位置关系，基于三维网格重建算法，计算得到管道三维网格模型；

获取管道摄像数据和管道摄像数据对应的第二坐标；

通过第二坐标间的位置关系，对管道摄像数据进行拼接，得到管道图像；

根据第二坐标和第一坐标间的对应关系，将管道图像附着在对应的管道三位网格模型上，得到三维实景模型；

所述管道点云数据、第一坐标、管道摄像数据以及第二坐标中的任一者或任多者组合，能够通过至少两种传感器采集获取。

根据本发明提供的一种基于多传感器融合的管道三维建模方法，所述获取管道点云数据和管道点云数据对应的第一坐标的步骤包括：

载有声呐和雷达的爬行器，爬行经过设定的管道区域集合，记录爬行经过的第一坐标，并持续扫描第一坐标对应的管道数据，得到连续多帧完整的管道横截面轮廓；

将所述管道横截面轮廓进行姿态纠正后，作为管道点云数据；

所述姿态纠正是指根据爬行器的三维姿态变化，对管道点云数据和/或管道摄像数据进行修正，得到爬行器处于同一三维姿态下的管道点云数据和/或管道摄像数据。

根据本发明提供的一种基于多传感器融合的管道三维建模方法：

当管道区域内部不存在流体时，所述爬行器利用激光雷达扫描管道横截面轮廓，经姿态纠正后作为所述管道区域的管道点云数据；