[发明专利]一种基于多视角几何的管道三维重建和坑洞量化方法

权利要求书

1.一种基于多视角几何的管道三维重建和坑洞量化方法，其特征在于，该方法包括：

获取待测管道内部的多视角二维图像；所述多视角二维图像之间存在相互重叠的部分区域，且能完整显示整个待测管道的内部情况；

采用稀疏重建方法对所述待测管道内部的多视角二维图像进行处理，得到待测管道内部的稀疏三维点云；

采用稠密重建方法对所述待测管道内部的稀疏三维点云进行处理，得到待测管道内部的稠密三维点云；

对所述待测管道内部的稠密三维点云进行圆柱体拟合，分割出圆柱体外部的点云数据作为待测管道的坑洞点云数据；

对所述待测管道的坑洞点云数据进行量化，得到待测管道的坑洞尺寸信息。

2.根据权利要求1所述的基于多视角几何的管道三维重建和坑洞量化方法，其特征在于，所述待测管道的坑洞尺寸信息包括实际最大深度和实际平均深度，通过以下步骤得到：

计算实际管道半径与重建管道半径的比值作为尺寸校准系数；所述重建管道半径为拟合得到的待测管道圆柱体的半径；

将所述待测管道的坑洞点云数据划分为若干个坑洞区域，针对每个坑洞区域，计算该坑洞区域中所有坑洞点云数据的重建深度，并分别取它们的最大值和平均值作为该坑洞区域的重建最大深度和重建平均深度；其中，每个坑洞点云数据的重建深度等于该坑洞点云数据与待测管道圆柱体轴线之间的距离减去所述重建管道半径；

将每个坑洞区域的重建最大深度和重建平均深度分别乘以所述尺寸校准系数，得到每个坑洞区域的实际最大深度和实际平均深度。

3.根据权利要求2所述的基于多视角几何的管道三维重建和坑洞量化方法，其特征在于，所述待测管道的坑洞尺寸信息还包括实际面积，通过以下步骤得到：

针对每个坑洞区域，将该坑洞区域中的所有坑洞点云数据投影到待测管道圆柱体的表面，对所有投影点进行三角化，并通过三角化的总和计算得到每个坑洞区域的重建面积；

将每个坑洞区域的重建面积乘以所述尺寸校准系数的平方，得到每个坑洞区域的实际面积。

4.根据权利要求3所述的基于多视角几何的管道三维重建和坑洞量化方法，其特征在于，所述待测管道的坑洞尺寸信息还包括实际周长，通过以下步骤得到：

利用K维树方法计算所述所有投影点的法向量，利用alpha-shape方法搜索每个坑洞区域的边界点；

计算每个坑洞区域中各边界点到距其最近的两个边界点的距离的一半，并取它们的和值作为每个坑洞区域的重建周长；

将每个坑洞区域的重建周长乘以所述尺寸校准系数，得到每个坑洞区域的实际周长。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于多视角几何的管道三维重建和坑洞量化方法，其特征在于，所述待测管道的坑洞点云数据通过以下步骤得到：

采用统计离群点去除方法剔除所述待测管道内部的稠密三维点云中的冗余噪声点；

基于剔除冗余噪声点后的待测管道内部的稠密三维点云，采用基于RANSAC的圆柱体拟合方法对待测管道进行圆柱体拟合，分割出圆柱体外部的点云数据作为待测管道的坑洞点云数据。