一种基元库驱动的桥梁BIM逆向建模方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基元库驱动的桥梁BIM逆向建模方法、系统及装置，所述方法的步骤包括：接收采用雷达扫描的获取的桥梁点云结构图，将桥梁点云结构图输入到预设的深度学习网络模型中，深度学习模型将桥梁点云结构图分割为多个子结构图；基于子结构图中的点云计算结构参数，基于结构参数将子结构图在预设的基元库中进行匹配，在基元库中匹配得到子结构图对应的参照模型，基元库包括多种部件，每种部件均预设有多个参照模型；获取匹配出的参照模型预设的待修改参数类型，基于子结构图中各个点云的位置计算所述待修改参数类型的实际参数数值，将参照模型中待修改参数类型的参数数值修改为对应的所述实际参数数值，得到对应每个子结构图的实际子模型。构图的实际子模型。构图的实际子模型。

【技术实现步骤摘要】
一种基元库驱动的桥梁BIM逆向建模方法、系统及装置


[0001]本专利技术涉及模型构建
，尤其涉及一种基元库驱动的桥梁BIM逆向建模方法、系统及装置。

技术介绍

[0002]近年来随着数据获取设备和技术的发展，激光扫描和倾斜摄影测量技术可直接或间接地快速获取大范围区域的三维点云数据，已逐渐成为数字城市和三维地理信息系统建设的重要数据源。
[0003]然而我国目前的大型工程施工，例如高速铁路、高速公路等工程项目的施工情况多是由现场提供的施工日志进行统计，对于项目整体仅有根据设计图纸人工建立的构件BIM模型，由于工程构件模型往往种类多，数量大，随工程变化等特点，虽然通过数字孪生建模技术可以从倾斜摄影测量或光探测与测量(LightDetectionAndRanging，简称：LiDAR)点云中得到物体高精度的x、y、z测量值和颜色信息，然而由于点云数据具有噪声、表面不规则、可被遮挡等性质。在实际工程中，完整的模型点云获取不易，并且不同区域构件结构略有差异。因此施工领域的实际构件模型多是由人工手动建立的单体模型，难以高效处理。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种基元库驱动的桥梁BIM逆向建模方法，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
[0005]本专利技术的一个方面提供了一种基元库驱动的桥梁BIM逆向建模方法，所述方法的步骤包括：
[0006]接收采用雷达扫描的获取的桥梁点云结构图，将所述桥梁点云结构图输入到预设的深度学习网络模型中，所述深度学习模型将所述桥梁点云结构图分割为多个子结构图；
[0007]基于所述子结构图中的点云计算结构参数，基于结构参数将子结构图在预设的基元库中进行匹配，在基元库中匹配得到子结构图对应的参照模型，所述基元库包括多种部件，每种部件均预设有多个参照模型；
[0008]获取匹配出的参照模型预设的待修改参数类型，基于子结构图中各个点云的位置计算所述待修改参数类型的实际参数数值，将参照模型中待修改参数类型的参数数值修改为对应的所述实际参数数值，得到对应每个子结构图的实际子模型。
[0009]采用上述方案，本方案通过预设的包括多个参照模型的基元库，将子结构图与参照模型进行匹配，参照模型是预先绘制的模型，每个参照模型均预设的待修改参数类型，将参照模型中待修改参数类型的参数数值修改为由对应的子结构图计算出的实际参数数值，即可将参照模型快速修改为子结构图对应的实际子模型，本方案在保证图像精度的前提下，仅需要将子结构图与参照模型进行匹配，并修改对应的参数数值，提高模型构建效率。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述方法的步骤还包括：
[0011]获取每个子结构图的实际子模型；
[0012]基于所述子结构图在桥梁点云结构图中的位置将多个实际子模型进行组合，得到桥梁点云结构图对应的实际模型。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述参照模型预设有接触约束，所述接触约束用于标记参照模型接触面，在基于所述子结构图在桥梁点云结构图中的位置将多个实际子模型进行组合，得到桥梁点云结构图对应的实际模型的步骤中，基于参照模型的接触面标记对应的实际子模型的接触面，在将多个实际子模型组合为实际模型的过程中，使实际子模型的接触面相互接触。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述深度学习模型将所述桥梁点云结构图分割为多个子结构图的步骤还包括，基于深度学习模型中预设的分类器标记每个子结构图所属的部件类别。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述基元库中预设有每个参照模型对应的部件类别，所述基于结构参数将子结构图在预设的基元库中进行匹配的步骤包括，
[0016]基于分类器输出的子结构图所属的部件类别在基元库中匹配对应类别，并获取对应类别的多个参照模型；
[0017]基于结构参数将子结构图在预设的基元库对应类别下的多个参照模型中进行匹配。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，在所述深度学习模型将所述桥梁点云结构图分割为多个子结构图，并标记每个子结构图所属部件类别的步骤中，所述深度学习模型将桥梁点云结构图中的多个点云划分为多个区域，每个区域的多个点云构成子结构图，并基于预训练的分类器确定子结构图所属的类别。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述接收采用雷达扫描的获取的桥梁点云结构图的步骤还包括，对接收到的桥梁点云结构图进行滤波和降噪处理。
[0020]本专利技术还提供一种基元库驱动的桥梁BIM逆向建模系统，所述系统包括：
[0021]点云获取模块，用于接收采用雷达扫描的获取的桥梁点云结构图，将所述桥梁点云结构图输入到预设的深度学习网络模型中，所述深度学习模型将所述桥梁点云结构图分割为多个子结构图；
[0022]模型匹配模块，用于基于所述子结构图中的点云计算结构参数，基于结构参数将子结构图在预设的基元库中进行匹配，在基元库中匹配得到子结构图对应的参照模型，所述基元库包括多种部件，每种部件均预设有多个参照模型；
[0023]模型生成模块，用于获取匹配出的参照模型预设的待修改参数类型，基于子结构图中各个点云的位置计算所述待修改参数类型的实际参数数值，将参照模型中待修改参数类型的参数数值修改为对应的所述实际参数数值，得到对应每个子结构图的实际子模型。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，所述系统还包括模型构建模块，所述模型构建模块用于获取每个子结构图的实际子模型；基于所述子结构图在桥梁点云结构图中的位置将多个实际子模型进行组合，得到桥梁点云结构图对应的实际模型。
[0025]本专利技术还提供一种基元库驱动的桥梁BIM逆向建模装置，该装置包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该装置实现如前所述方法所实现的步骤。
[0026]本专利技术的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本专利技术的实践而获知。本专利技术的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出并获得。
[0027]本领域技术人员将会理解的是，能够用本专利技术实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本专利技术能够实现的上述和其他目的。
附图说明
[0028]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。
[0029]图1为本专利技术基元库驱动的桥梁BIM逆向建模方法第一种实施方式的示意图；
[0030]图2为本专利技术基元库驱动的桥梁BIM逆向建模方法第二种实施方式的示意图；
[0031]图3为本专利技术基元库驱动的桥梁BIM逆向建模方法第三种实施方式的示意图；
[0032]图4为构建基元库的步骤一种实施方式的示意图；
[0033]图5为对子结构图进行匹配的步骤一种实施方式的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基元库驱动的桥梁BIM逆向建模方法，其特征在于，所述方法的步骤包括：接收采用雷达扫描的获取的桥梁点云结构图，将所述桥梁点云结构图输入到预设的深度学习网络模型中，所述深度学习模型将所述桥梁点云结构图分割为多个子结构图；基于所述子结构图中的点云计算结构参数，基于结构参数将子结构图在预设的基元库中进行匹配，在基元库中匹配得到子结构图对应的参照模型，所述基元库包括多种部件，每种部件均预设有多个参照模型；获取匹配出的参照模型预设的待修改参数类型，基于子结构图中各个点云的位置计算所述待修改参数类型的实际参数数值，将参照模型中待修改参数类型的参数数值修改为对应的所述实际参数数值，得到对应每个子结构图的实际子模型。2.根据权利要求1所述的基元库驱动的桥梁BIM逆向建模方法，其特征在于，所述方法的步骤还包括：获取每个子结构图的实际子模型；基于所述子结构图在桥梁点云结构图中的位置将多个实际子模型进行组合，得到桥梁点云结构图对应的实际模型。3.根据权利要求1所述的基元库驱动的桥梁BIM逆向建模方法，其特征在于，所述参照模型预设有接触约束，所述接触约束用于标记参照模型接触面，在基于所述子结构图在桥梁点云结构图中的位置将多个实际子模型进行组合，得到桥梁点云结构图对应的实际模型的步骤中，基于参照模型的接触面标记对应的实际子模型的接触面，在将多个实际子模型组合为实际模型的过程中，使实际子模型的接触面相互接触。4.根据权利要求1所述的基元库驱动的桥梁BIM逆向建模方法，其特征在于，所述深度学习模型将所述桥梁点云结构图分割为多个子结构图的步骤还包括，基于深度学习模型中预设的分类器标记每个子结构图所属的部件类别。5.根据权利要求4所述的基元库驱动的桥梁BIM逆向建模方法，其特征在于，所述基元库中预设有每个参照模型对应的部件类别，所述基于结构参数将子结构图在预设的基元库中进行匹配的步骤包括，基于分类器输出的子结构图所属的部件类别在基元库中匹配对应类别，并获取对应类别的多个参照模型；基于结构参数将子结构图在预设的基元库对应类别下的多个参照...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁雨淋，胡翰，吴桐，朱庆，王万齐，卢文龙，陈杰，解亚龙，郭晓翠，鲍榴，郝蕊，王君楼，
申请(专利权)人：西南交通大学中国铁道科学研究院集团有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：