申请/专利权人：青岛市勘察测绘研究院

申请日：2024-01-16

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN117576334B

主分类号：G06T17/05

分类号：G06T17/05;G06T17/20;G06V20/05;G06V10/74

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2024.03.08#实质审查的生效;2024.02.20#公开

摘要：本发明公开了基于数字孪生技术的水下实景三维数据底板获取方法，涉及数字孪生技术领域。基于数字孪生技术的水下实景三维数据底板获取方法步骤包括构建水陆一体化定位系统；构建水下三维摄影测量系统；采集水下实景三维多角度影像；提取水下实景三维影像特征点及特征点匹配；定位水下实景三维空间点；生成水下实景三维点云；重建水下实景三维网格；得到水下实景三维模型；对实景三维模型进行定量分析、评价；通过水下实景三维模型输出水下实景三维数据底板。本发明解决了现有技术中分辨率低、效率低下、环境适应性差的技术问题。

主权项：1.基于数字孪生技术的水下实景三维数据底板获取方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤S1：构建水陆一体化定位系统；步骤S2：构建水下三维摄影测量系统；步骤S3：采集水下实景三维多角度影像；步骤S4：提取水下实景三维影像特征点及特征点匹配；步骤S5：定位水下实景三维空间点；步骤S6：生成水下实景三维点云；步骤S7：重建水下实景三维网格；步骤S8：得到水下实景三维模型；步骤S9：对实景三维模型进行定量分析、评价；步骤S10：通过水下实景三维模型输出水下实景三维数据底板；所述的水下三维摄影测量系统包括水下摄影测量仪器和强光灯，与水陆一体化定位系统协同工作，用于通过USBL水下信标得到水下实景三维的绝对坐标，并采集水下实景三维的多角度影像；所述的采集水下实景三维多角度影像方法包括：采用水下摄影测量仪器，通过多个角度对待采集的水下实景三维进行拍摄，得到水下实景三维影像；水下实景三维影像中包含清晰的表面纹理信息；所述的水下实景三维空间点定位方法具体步骤包括：建立实平面与虚平面构建的几何模型；将几何模型转化为代数形式的几何模型矩阵；求解几何模型矩阵；通过投影成像方法计算特征点所对应的实景三维空间点坐标；所述的提取特征点及特征点匹配方法具体步骤包括：将水下实景三维影像划分成m行n列的特征区域矩阵；选取固定大小L×L的像素块作为候选特征点大小；取特征区域的最短边长D，以为直径，在水下实景三维影像内作内接圆，将候选特征点邻接分布于内接圆上；计算内接圆圆心处特征点像素值，将中心处像素值记作Q，计算在内接圆正上方、正下方、正左方和正右方四处的候选特征点的像素值；将四处候选特征点像素值与Q进行比较，若四个候选特征点中，至多有一个像素值小于Q，则将候选特征点列入选中特征点，然后按顺时针顺序，依次计算剩余候选特征点的像素值，将像素值较高的四个同样列入选中特征点；若四个候选特征点中，至少有两个像素值小于Q，则从正上方开始，按顺时针顺序，依次计算候选特征点的像素值，将像素值较高的八个列入选中特征点；在每个特征区域中选取特征点；所述的几何模型包括虚平面和实平面，实平面为不同角度的影像，将两个实平面用M1，M2表示；虚平面为三点确定的一个平面，将虚平面用A表示；三点分别为实景三维空间点、实景三维空间点在实平面M1上的投影点、实景三维空间点在实平面M2上的投影点，将三点分别用P、N1、N2表示；虚平面与实平面M1，M2分别存在交线，使用m1，m2表示；几何模型矩阵F为几何模型的代数形式，由于投影点N1的相对点在交线m2上，投影点N1与对应交线m2的关系使用几何模型矩阵表示为：；投影点N2点在交线m2上，因此。

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