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爱游戏app靠谱|室内三维激光点云扫描建模流程

发布时间:2021-11-13  点击量:
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本文摘要:以三维激光扫描雷达获取准确的室内点云数据为研究工具,提出了一种快速、准确的提取点云中的建模信息和各模型相互关系的方法,对室内三维场景举行重建。

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以三维激光扫描雷达获取准确的室内点云数据为研究工具,提出了一种快速、准确的提取点云中的建模信息和各模型相互关系的方法,对室内三维场景举行重建。首先对室内场景举行多站三维激光扫描,对获得的三维激光点云数据举行预处置惩罚、配准获得整体的点云模型,然后举行截取取得截面图,对截面图举行重绘丈量获得其准确数据,最后凭据所得数据的特点使用差别的建模软件对室内的框架和细部结构划分重建并组合,完成室内建模事情。1 室内点云数据建模流程以三维激光扫描仪获得的高精度点云数据应用于室内建模,是现在该领域研究的一个热点偏向,本文应用收罗到的三维点云数据举行室内三维场景重建,建模时凭据需要选用Revit和SketchUp建模软件,比力两种软件在建模时的优缺点及适用规模,探寻交互应用的方法,使三维室内建模事情更快速高效,如图 1所示。图 1 建模流程2 室内三维场景重建SketchUp是最便利的三维草图制作软件,建模直观,修改和分析也十分利便,有利于建模初期确定建模方案。

而Revit具有强大的建模功效,建模完成时模型实体包罗全部的信息,可以从任何角度、任何位置举行剖切、截取并成图,保证模型在任何情况下的准确性。但Revit建模的历程十分庞大且未便于大规模的修改,所以并不适合草图制作,对操作者要求较高。在实际案例中,可以先用SketchUp软件确定方案后再用Revit建模,一般对精度要求不是很是高的情况下,可以直接使用SketchUp,这样可提高建模效率。

2.1 室内点云数据的收罗及预处置惩罚本文选用FARO和Z+F两款激光扫描仪,对某地域一事情室举行三维激光扫描获取试验用点云数据。经由现场踏勘和看待测区域的分析,确定了6个测站的位置,丈量时将激光雷达设置为室内扫描,扫描距离为10 m。

测区含一卫生间一厨房,将客厅部门改为事情场所。整个测区分为3部门,划分设站扫描。扫描后对整个室内情况举行照相留取照片,留取近50张细致的照片建模时举行比力。1) 使用Cyclone软件对数据举行预处置惩罚,由于多站点云数据在合并时点云的释放量有限,但在点云处置惩罚时需要较高密度。

因此在Cyclone的模型空间里,需要先检察合并后模型中点的数量并调整模型参数,让点云模型的密度更大。2) 对点云举行了去噪、去冗、抽稀、简化等事情获得点云模型,并对点云模型举行截取取得截面图,将截面图导入AutoCAD中对点云截面图举行重新绘制获得简化的截面线划图,对线划图举行丈量获得特定区域特定物体的参数信息。3) 如果数据有缺失,可以通过延长、毗连、对称、旋转等方法获取所需的数据,分析所得数据,可以标注的在AutoCAD中予以标注,利便建模事情。

2.2 点云配准与点云剖切点云数据经由预处置惩罚后,需要在剖切前对点云举行坐标系的转换,将原始的扫描坐标系转换为修建坐标系,对多站点云数据举行合并配准获得整体的点云数据模型,如图 2所示。凭据这个点云数据模型,可以相识室内的结构和家具家电等物品的位置信息,完成后续的种种分析、准确丈量及建模事情。

图 2 点云整体模型将配准好的点云模型界说到某一特定的修建坐标系下,对点云数据模型举行横向和纵向剖切。在Cyclone中打开配准好的点云模型,使用其中的框选工具对点云举行选择,选择的点云数据应尽可能少。这是因为激光雷达扫描时获取的点云数据密度大,扫描精度高导致扫描后的数据量庞大,如果不举行这样的选择,不仅会对盘算机的硬件发生严重的损害,还会浪费许多时间在导入、导出数据上,费时艰苦。

所以选取时应尽可能选取一个薄薄的、数据量少的点云层作为后续量测和绘制的平面。选取平面位置时既不能过高也不能过低。

选取过高的平面会导致缺少桌椅、家具和其他物品的位置信息;过低的平面会导致平面中的点云过于庞大杂乱、难以分辨,导致误差较大,无法准确建模。选择好剖切平面后,需对这个平面举行多次剖切,这样可以在后续细密量测时平衡剖切时偶然误差带来的影响,使建模越发准确。其截面图如图 3所示。图 3 横向与纵向点云截面图2.3 点云剖面重绘制与量测将剖切后获得切面点云数据导出CAD可以打开的.dxf花样,使用AutoCAD打开截取的点云剖面,如图 4所示。

图 4 点云剖面图在剖面图中重新绘制轮廓。室内建模与室外建模差别,从某一单独部门开始建模,室内建模需要一个基础的框架信息即衡宇内的墙体,有了基础的框架才气凭据截面所得的家具家电的位置信息完成细部模型的位置摆放。

由于在扫描时墙体会被柜子座椅等物品遮挡,所以会在许多位置存在点云数据的空缺,这需要凭据没有被遮挡的位置补全缺失的部门,就可完成整个墙体框架的重新绘制。同理,可以完成一些结构简朴的家具的轮廓绘制。在CAD中准确地绘制墙体和室内物品的轮廓是最关键的一步,准确绘制才气展现室内简直切样貌,对点云数据准确地重新表现和重建。

否则会导致建模禁绝确,不能顺利地完身分析及展示。同理,在其他截面图中,如立面截面图,可以获得室内物体的高度和位置等信息,还可以获得顶部的许多细节信息。本实验中的屋顶经由装修,出现凹凸不平,并安装了灯具,可是凹凸的高度差又不大,很难在水平偏向上获取到很好的数据,这样立面截面图的信息就显得尤为重要。水平偏向的横向截面图中存在许多的点云缺失,可能是门、窗等位置或者是因为遮挡而不能获取信息。

可以在纵向相同位置举行截取来判断详细属于哪种情况,如果遮挡可以用其相邻位置的点云数据举行延伸和毗连,补全该位置缺失;如果是门、窗等自己就没有数据的部位,那么在其他截面图中也会在该位置缺失数据。凭据详细情况,准确建模,在建模时需截取大量的差别偏向的截面图才气完成整个室内三维模型重建。量测绘制好的基本图,使用CAD中的量测标志功效对墙体举行丈量并予以显示,为后续建模提供越发直观的数据展示。

对同一位置的差别截面重绘图举行量测并取平均值,可以淘汰偶然误差带来的影响,提高建模的精度。2.4 室内三维场景重建室内建模首先需要将外部墙体框架搭建起来。室内扫描仅能获得内部墙体的三维点云数据,在SketchUp中先绘制内部墙体的轮廓;然后凭据墙体的厚度即可绘制出外部墙体的轮廓,从而获得墙体的平面整体框架;最后使用拉伸工具对墙体举行拉伸,使拉伸长度与纵截面数据相吻合,这样就搭建成一个完整的三维墙体框架(图 5)。

基于三维墙体整体框架就能完成屋顶和室内其他物品的建模。凭据墙体整体轮廓可以绘制屋顶的轮廓;再凭据屋顶截面图即可绘制屋顶三维模型,由室内获取照片可以看出屋顶另有一些灯具,可以在软件的自带模型库中寻找形式相同或相近的模型放置到相应的位置上,这就完成了屋顶的建模事情。

图 5 墙体框架的三维建模将窗户、门等墙体框架的细节部门划分建模,并添加到墙体框架上,室内物体建模可以将原本软件模型库中已有的模型直接添加到已经完成的三维整体框架模型中,如桌子、柜子等建设相应的模型建模。最后将所有的模型赋予材质,使得室内模型越发精致雅观。最后的效果图如图 6所示。

图 6 室内三维场景重建效果图3 竣事语本文证明晰室内的三维场景重建可以基于离散的三维扫描点云,通过一系列的步骤将点云内隐含的结构和形态信息分析出来,使用一些基础的操作软件并使用差别软件的特点和相互联系就可以将室内原本的结构信息,物品的位置信息和物品之间的相互关系描绘展示出来,对室内地物举行准确的重建,完美的举行了三维场景的回复。同时本文也提出并实例验证了一个基于室内散乱点云到室内精致三维模型重建的完整流程,并对使用的建模软件举行实例分析,总结了软件的优缺点,希望能为需要室内三维建模的事情提供有益的借鉴。广州君和信息技术有限公司专注BIM咨询|软件出售|BIM平台研发|建模出图|BIM培训|工程动画。


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