[发明专利]一种建筑数字孪生建模方法

权利要求书

1.一种建筑数字孪生建模方法，包括步骤S101-S104，其特征在于：

S101，利用无人机搭载的拍摄装置以及在固定位置安装的拍摄装置获取建筑场景的视频流，并从视频流中逐帧获取待处理图像帧；

S102，对图像帧中包括的每一实体对象进行二维目标检测，并将得到的二维目标检测结果数据输入至三维模型中；

S103，对步骤S102产生的模型进行坐标校准，包括无人机拍摄数据生产的初步三维模型与固定拍摄装置拍摄数据产生的模型合并校准，以及动态物坐标校准；

S104，根据不断获取的拍摄数据对数字孪生模型进行场景更新。

2.根据权利要求1所述的一种建筑数字孪生建模方法，其特征在于：无人机拍摄需要进行：航高的确认，根据精度要求，参照倾斜影像分辨率与比例尺的关系计算航高，保持飞机和摄影基准面为一定相对高度，获取一定分辨率的图像，同时根据拍摄区域地表起伏，适当调节航高保证分辨率稳定；

重叠率确认，重叠率指的就是两张照片之间重叠的部分，分为旁向重叠率和航向重叠率，航空摄影中，沿两条相邻航线所摄的相邻像片上有同一地面影像部分称为旁向重叠和航向重叠，重叠度越高，相邻两张影像上的同名地物点也就越多，匹配的同名点数量也就越多，定位精度也就越高，但是重叠度的增加又会导致影像的数量增多，增加了内业数据处理的工作量，为了兼顾定位精度和作业效率通常将影像重叠度分别设置成80％和70％。

航拍时间的确认，为保证纹理清晰且亮度足够，一般采用中午12时进行拍摄，获取地面阴影最小，亮度最高，提升空中三角测量匹配精度，提高建模纹理质量；

固定拍摄装置数量不限，固定拍摄装置散布于目标实体建筑中。

3.根据权利要求1所述的一种建筑数字孪生建模方法，其特征在于：二维目标检测结果至少包括：每一所述实体对象的所属类别以及每一所述实体对象在所述待处理图像帧中所在的图像区域边界框。

4.根据权利要求1所述的一种建筑数字孪生建模方法，其特征在于：针对步骤S102中的输入至三维模型步骤，首先根据空中三角测量将无人机拍摄数据生成点云及初步三维模型，利用固定拍摄装置对无人机拍摄不清晰或无法拍摄的位置进行三维模型合并补充，利用二维目标检测结果将三维模型中相应的动态物删除，保留静态物如墙壁、立柱等模型，完成完整的建筑三维模型，再根据二维目标检测结果导入相应的动态物三维模型，如运输车，工具等物体。

5.根据权利要求1所述的一种建筑数字孪生建模方法，其特征在于：坐标校准使用数据配准方法，数据配准是将处于不同的空间坐标系的点集转换到统一的坐标系中，即计算出2个空间坐标系的旋转变换关系，这里采用手动粗配准与自动精配准结合的方法进行点云配准，精配准采用的是ICP点云匹配算法。

6.根据权利要求1所述的一种建筑数字孪生建模方法，其特征在于：所述实体对象在现实场景中与相应的虚拟模型在相应的数字孪生建筑模型之间的显示差异，所述显示差异用于表征每一所述实体对象在实体信息上的方向显示差异和/或每一所述实体对象在实体位置上的位置显示差异。

7.根据权利要求1所述的一种建筑数字孪生建模方法，其特征在于：所述建筑数字孪生构建方法可以运行于终端设备或者是服务器；其中，终端设备可以为本地终端设备，当建筑数字孪生构建方法运行于服务器时，该建筑数字孪生构建方法则可以基于云交互系统来实现与执行，其中，云交互系统至少包括服务器和客户端设备(也即终端设备)。

8.根据权利要求1所述的一种建筑数字孪生建模方法，其特征在于：为检测权利要求1中的实体对象与数字孪生建筑模型之间存在的显示差异，在建模方法中提出三维模型信息检测工具，该工具包括三维模型坐标检测和三维模型信息检测；

三维模型坐标检测利用步骤S103中方法进行动态监测；

三维模型信息检测通过建筑过程中的物料信息，人员工作信息，建筑计划信息进行导入，每次信息检测周期的初始三维模型扫描结果与上次三维模型扫描结果进行对比，获得各处建筑已建成数据是否达标，同时检测每次新型检测周期的物料信息与已建成建筑之间的关联是否符合建筑计划。