[发明专利]一种城市街景三维输入输出方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维设计领域，特别是涉及一种城市街景三维输入输出方法。

背景技术

在以往在市政或建筑设计中，现场测量一般用皮尺、测距仪等工具，费时费力，并且采用的测量工具精确度不高，影响测量结果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种城市街景三维输入输出方法，提高了测量质量。

本发明采用以下方案实现：一种城市街景三维输入输出方法，包括以下步骤：

步骤S1：采用三维激光扫描仪采集三维点云数据，并对所述三维点云数据进行降噪配准处理以提高精度，得到标准的点云文件；

步骤S2：所述三维激光扫描仪与一PC机相连，将点云文件中的三维点云数据导入Autodesk Revit软件中进行设计，建立BIM模型；

步骤S3：所述PC机与一3D打印机和一VR仿真设备相连，将BIM模型中的三维测量数据与场景数据进行输出，打印实物模型并进行VR仿真。

所述步骤S1中，所述三维激光扫描仪在两个不同测站获得的三维点云数据集合为P、Q，pi(x，y，z)∈P、qi(X，Y，Z)∈Q)，其中pi、qi为P、Q内同一个点在不同坐标系下的空间坐标，即同名点对，进行配准时将这两个点云集合中同名点对(pi，qi)进行同一刚体变换(R，T)，采用空间相似变换公式：

其中，T为平移矩阵，R为旋转矩阵。

特别地，为了提高精度，可以选取3个以上公共区域特征点(基准点)进行匹配，然后使用邻近迭代法进一步配准。

进一步地，设计好的BIM模型后可以将三维数据输出到3D打印机上，生成实物模型，方便进行方案的探讨和验证，输出数据应注意模型拓扑面应闭合；另外设计好的三维数据可以输出到VR仿真设备中，利用沉浸式VR眼镜，查看实际施工的效果，或者进行不同方案效果对比，比传统的效果图方式能够更真实模拟出建成后效果，并且可及时发现和修正不合理。

与现有技术相比，本发明采用的方法利用三维激光扫描仪获取现场的三维点云数据，通过设备自带的处理软件初步处理成标准的点云文件，然后导入到Autodesk REVIT设计软件中，这样在BIM设计软件中直接对点云上进行测量长度、体积等，同时测量的精度相对传统方式精确，而且一次完整的数据采集后，可以根据需要多次测量，不需要反复到现场测量，节约了人力，提高了效率。该方法在已经在BIM设计项目上进行了具体应用，扫描时应注意被扫描面与扫描仪的角度避免太大，以提高扫描反射率，可以提高扫描数据精度和有效。

附图说明

图1是本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

本实施例提供一种城市街景三维输入输出方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤S1：采用三维激光扫描仪采集三维点云数据，并对所述三维点云数据进行降噪配准处理以提高精度，得到标准的点云文件；

步骤S2：所述三维激光扫描仪与一PC机相连，将点云文件中的三维点云数据导入Autodesk Revit软件中进行设计，建立BIM模型；

步骤S3：所述PC机与一3D打印机和一VR仿真设备相连，将BIM模型中的三维测量数据与场景数据进行输出，打印实物模型并进行VR仿真。

所述步骤S1中，所述三维激光扫描仪在两个不同测站获得的三维点云数据集合为P、Q，pi(x，y，z)∈P、qi(X，Y，Z)∈Q)，其中pi、qi为P、Q内同一个点在不同坐标系下的空间坐标，即同名点对，进行配准时将这两个点云集合中同名点对(pi，qi)进行同一刚体变换(R，T)，采用空间相似变换公式：

其中，T为平移矩阵，R为旋转矩阵。

在本实施例中，为了提高精度，可以选取3个以上公共区域特征点(基准点)进行匹配，然后使用邻近迭代法进一步配准。

在本实施例中，设计好的BIM模型后可以将三维数据输出到3D打印机上，生成实物模型，方便进行方案的探讨和验证，输出数据应注意模型拓扑面应闭合；另外设计好的三维数据可以输出到VR仿真设备中，利用沉浸式VR眼镜，查看实际施工的效果，或者进行不同方案效果对比，比传统的效果图方式能够更真实模拟出建成后效果，并且可及时发现和修正不合理。