[发明专利]一种针对核电厂房内核设施的自动重构方法

说明书

本发明公开了一种针对核电厂房内核设施的自动重构方法，包括以下步骤：S1、通过基于飞越时间的大区域激光扫描仪与结构光双目扫描仪组合扫描的方式，获取满足精度要求的核电厂房点云数据；S2、利用卷积神经网络模型PointNet对核电厂房点云数据进行处理，识别出所有核设施的点云数据；S3、采用RANSAC算法对核设施的点云数据进行形面识别，得到组成核设施的所有形面的点云数据，以及所有形面的位置参数和尺寸参数；S4、基于NURBS曲面对所有形面的点云数据形面进行重构。本发明可以高效率、高准去率的重构出核电厂房内需进行重构的核设施。

技术领域

本发明属于三维模型构建技术领域，尤其涉及的是一种全局尺度大、局部精度要求高的针对核电厂房内核设施的自动重构方法。

背景技术

随着核电的不断发展，其已逐渐成为支撑可持续发展的重要途经之一。核设施与非核设施一样，都有生命周期。退役则是核设施生命周期的最后一个阶段，更是保证核安全的一个至关重要环节，由于其带有强辐射的特殊性，退役方案的设计、验证、评估和实施都比一般工程项目具有更大的挑战。其中，仿真技术是核设施退役的重要辅助手段之一，然而，所有仿真技术的应用都建立在有准确的三维模型的基础上，故如何获得核设施三维模型是核设施退役管理的首要内容。但由于早期的核设施，很多工程资料由于一些原因已经不齐全或者不完整，即使保留有完整图纸资料，也需要重新进行三维建模，耗时耗力。

三维激光扫描模型重构技术是近些年兴起的高新技术。将此技术应用于核设施退役领域，可以充分发挥三维激光扫描技术许多独特的优势,比如不用依靠平面图纸资料，直接采集立体数据，使用灵活，速度快，可以进入到许多人类无法进入的环境和恶劣工作现场中，具有广阔的应用空间。但目前三维激光扫描重构技术仍存在以下问题：(1)核电厂房空间尺度跨越大，且对于核设施部分的局部点云精度要求极高，现有的基于飞越时间的大区域激光扫描的精度较低，而具备高精度扫描的结构光双目扫描的效率不高；(2)核电厂房内环境复杂，点云数量较大，且核设施一般布置紧凑、且结构也较为复杂，传统的三维激光重构技术难以高效率、高准确率的直接应用于核电厂房内核设施的重构。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以高效率、高准去率的重构出核电厂房内需进行重构的核设施的针对核电厂房内核设施的自动重构方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种针对核电厂房内核设施的自动重构方法，包括以下步骤：

S1、通过基于飞越时间的大区域激光扫描仪与结构光双目扫描仪组合扫描的方式，获得核电厂房点云数据；

S2、利用卷积神经网络模型PointNet对核电厂房点云数据进行处理，识别出所有核设施的点云数据；

S3、采用RANSAC算法对核设施的点云数据进行形面识别，得到组成核设施的所有形面的点云数据，以及所有形面的位置参数和尺寸参数；

S4、基于NURBS曲面对所有形面的点云数据进行形面重构。

进一步地，所述步骤S1包括以下子步骤：

S1.1、通过大区域激光扫描仪获取核电厂房的全局点云数据Global_PointCloud；

S1.2、通过结构光双目扫描仪对精度要求高的核设施进行高精度扫描，获得精度高的多个局部点云数据Partial_PointCloud，以Partial_PointCloud[i]表示第i个对精度要求较高的核设施的点云数据，其中1≤i≤n，n为对精度要求高的核设施的总数量；