專利名稱：三維掃描在藝術(shù)建筑物或構(gòu)筑物中的數(shù)據(jù)復原技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維掃描數(shù)據(jù)復原技術(shù)，具體來說涉及三維掃描在藝術(shù)建筑物或構(gòu)筑 物中的數(shù)據(jù)復原技術(shù)。
背景技術(shù)：
歷史保護建筑具有很高的歷史意義和藝術(shù)價值，但是由于年代久遠，被迫需要對 一些歷史保護建筑進行人工修復，現(xiàn)有對于歷史保護建筑的修復，其前期數(shù)據(jù)采集主要是 依靠人工測繪，其缺點在于人工測繪數(shù)據(jù)與原歷史保護建筑之間的差異較大，一些體現(xiàn)其 歷史意義的細節(jié)地方未被復原，降低了其藝術(shù)價值。因此，怎樣最大限度的保持其歷史意義和藝術(shù)價值，是目前在歷史保護建筑的修 復過程中，最為關(guān)鍵的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)背景技術(shù)所述，本發(fā)明的目的在于提供三維掃描在藝術(shù)建筑物或構(gòu)筑物中的 數(shù)據(jù)復原技術(shù)，該技術(shù)為后期復原設(shè)計、歷史保護建筑的藝術(shù)特征研究、矢量數(shù)據(jù)還原等提 供了原始依據(jù)，便于較好的體現(xiàn)歷史保護建筑的歷史意義和藝術(shù)價值。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下三維掃描在藝術(shù)建筑物或構(gòu)筑物中的數(shù)據(jù)復原技術(shù)，其特征在于，包括以下步 驟a、確定坐標系統(tǒng)對目標建筑物進行實地勘測，確定坐標系統(tǒng)；b、確定掃描站根據(jù)需掃描目標建筑物的實際情況，來確定掃描站的點數(shù)和方位；C、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)拼接在掃描站通過三維激光掃描儀掃描，獲得目標建筑物的激光點云圖，通過數(shù)碼相 機攝影獲得紋理信息；并將所有激光點云圖拼接在一起，形成全面的激光點云文件；d、三維建模根據(jù)拼接以后的數(shù)據(jù)，采用三維建模軟件，對三維激光點云進行精確建模；e、粘貼紋理把紋理信息粘貼到生成的三維模型內(nèi)，獲得三維立體虛擬模型；f、制作 CAD 圖在三維建模完成后，在其生成的三維模型內(nèi)，直接將該三維模型進行矢量化，獲得 相關(guān)的CAD圖。進一步，在本發(fā)明中，在確定掃描站的步驟中，采用全站儀的測量來確定掃描站的 點數(shù)和方位。在全站儀的測量過程中，兩個相鄰掃描站公共反射體數(shù)目大于等于三個。進一步，在本發(fā)明中，在數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)拼接完成后，需對數(shù)據(jù)拼接結(jié)果進行核
3對、檢查，對于有問題的地方，需要重新進行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)拼接。本發(fā)明的有益效果在于與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的三維掃描在藝術(shù)建筑物或構(gòu)筑物中的數(shù)據(jù)復原技術(shù)， 為后期復原設(shè)計、歷史保護建筑的藝術(shù)特征研究、矢量數(shù)據(jù)還原等提供了原始依據(jù)，便于較 好的體現(xiàn)歷史保護建筑的歷史意義和藝術(shù)價值。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
來詳細說明本發(fā)明圖1為本發(fā)明實施中的流程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。參見圖1，本發(fā)明三維掃描在藝術(shù)建筑物或構(gòu)筑物中的數(shù)據(jù)復原技術(shù)，可分成外業(yè) 處理和內(nèi)業(yè)處理兩個過程。其中，外業(yè)處理過程包括以下幾個步驟(1)確定坐標系統(tǒng)對目標建筑物進行實地勘測，確定坐標系統(tǒng)。(2)確定掃描站由于視野的限制，需要對目標建筑物進行多次、分區(qū)域的掃描。掃描站的選擇要根 據(jù)需掃描目標建筑物來確定點數(shù)和方位，基本上應當是從掃描站目視有無遮擋、能否全攬 目標建筑物的某一面等方面來確定掃描站的點數(shù)和方位?？梢酝ㄟ^全站儀的測量來確定掃描站的點數(shù)和方位。在全站儀的測量過程中，要 保證兩個相鄰掃描站公共反射體數(shù)目大于等于三個。反射體粘貼的應當滿足從掃描站出發(fā) 能夠看到所有粘貼的反射體的圓心?？梢圆捎盟蟹瓷潴w處于自定義坐標系統(tǒng)的方式，通 過公共反射體拼接來確定掃描站的點數(shù)和方位。(3)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集的過程包括激光掃描和攝影，通過三維激光掃描儀掃描獲得目標建筑物 的激光點云圖，通過數(shù)碼相機攝影獲得紋理信息，即高精度的數(shù)碼相片。(4)數(shù)據(jù)拼接數(shù)據(jù)拼接的原理是根據(jù)兩幅鄰近激光點云圖中含有的公共表面部分進行圖像匹 配處理。兩幅鄰近激光點云圖中的公共部分完全重疊在一起后，這樣就使兩次掃描的物體 表面輪廓相互補充和延伸，將所述的激光點云圖拼接在一起后，形成新的全面的激光點云 文件。(5)完整性檢查根據(jù)所獲取的各種數(shù)據(jù)，對上述數(shù)據(jù)拼接結(jié)果進行核對、檢查，如果合格，外業(yè)處 理結(jié)束，內(nèi)業(yè)處理開始；如果出現(xiàn)問題，對問題處重新進行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)拼接。評估的標 準主要是激光點云采集精度和數(shù)碼照片的分辨率是否滿足要求。內(nèi)業(yè)處理過程包括以下幾個步驟
4
(1)生成三維激光點云模型根據(jù)拼接以后的數(shù)據(jù)，按照預定(客戶要求)的格式，把激光數(shù)據(jù)輸出，獲得三維 激光點云模型。(2)三維建模采用phidias軟件，在microstation的支持下，對三維激光點云進行精確建模。(3)粘貼紋理根據(jù)前一步生成的模型，把紋理信息(數(shù)碼相片上的內(nèi)容)粘貼上，獲得三維立體 虛擬模型。(4)制作 CAD 圖為了便于具體施工操作，在phidias中，直接將三維模型進行矢量化，獲得相關(guān)的 CAD 圖。以目標建筑物是橋梁作為例子，CAD圖應包括橋梁的主要位置，如橋燈、燈柱、燈 座、彩帶花飾、圓形花飾、橋墩、橋面線條等。最后再對三維立體虛擬模型和CAD圖進行核對、檢查。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù) 人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發(fā)明 的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和 改進都落入要求保護的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等同物界定。
權(quán)利要求
三維掃描在藝術(shù)建筑物或構(gòu)筑物中的數(shù)據(jù)復原技術(shù)，其特征在于，包括以下步驟a、確定坐標系統(tǒng)對目標建筑物進行實地勘測，確定坐標系統(tǒng)；b、確定掃描站根據(jù)需掃描目標建筑物的實際情況，來確定掃描站的點數(shù)和方位；c、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)拼接在掃描站通過三維激光掃描儀掃描，獲得目標建筑物的激光點云圖，通過數(shù)碼相機攝影獲得紋理信息；并將所有激光點云圖拼接在一起，形成全面的激光點云文件；d、三維建模根據(jù)拼接以后的數(shù)據(jù)，采用三維建模軟件，對三維激光點云進行精確建模；e、粘貼紋理把紋理信息粘貼到生成的三維模型內(nèi)，獲得三維立體虛擬模型；f、制作CAD圖在三維建模完成后，在其生成的三維模型內(nèi)，直接將該三維模型進行矢量化，獲得相關(guān)的CAD圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維掃描在藝術(shù)建筑物或構(gòu)筑物中的數(shù)據(jù)復原技術(shù)，其特征 在于，在確定掃描站的步驟中，采用全站儀的測量來確定掃描站的點數(shù)和方位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維掃描在藝術(shù)建筑物或構(gòu)筑物中的數(shù)據(jù)復原技術(shù)，其特征 在于，在全站儀的測量過程中，兩個相鄰掃描站公共反射體數(shù)目大于等于三個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維掃描在藝術(shù)建筑物或構(gòu)筑物中的數(shù)據(jù)復原技術(shù)，其特征 在于，在數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)拼接完成后，需對數(shù)據(jù)拼接結(jié)果進行核對、檢查，對于有問題的地 方，需要重新進行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)拼接。
全文摘要
三維掃描在藝術(shù)建筑物或構(gòu)筑物中的數(shù)據(jù)復原技術(shù)，包括以下步驟確定坐標系統(tǒng)、確定掃描站的點數(shù)和方位、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)拼接、三維建模、粘貼紋理以及制作CAD圖。本發(fā)明的有益效果在于與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的三維掃描在藝術(shù)建筑物或構(gòu)筑物中的數(shù)據(jù)復原技術(shù)，為后期復原設(shè)計、歷史保護建筑的藝術(shù)特征研究、矢量數(shù)據(jù)還原等提供了原始依據(jù)，便于較好的體現(xiàn)歷史保護建筑的歷史意義和藝術(shù)價值。
文檔編號G06F17/50GK101957870SQ20091005487
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者劉淳, 王利雄, 王輝平, 葛倩華, 鄧惠根, 陳帥 申請人:上海市建筑裝飾工程有限公司