一种基于B/S架构的三维管道重建方法及系统与流程

本发明属于计算机图形处理，具体涉及一种基于b/s架构的三维管道重建方法及系统。

背景技术：

1、随着计算机图形技术的不断发展，三维建模技术已经成为了现代工业设计、工程制图、动画制作、游戏开发等领域中不可或缺的技术手段。在众多应用中，工业制图应用领域由于管道等构件比例和复杂程度高，对三维图形展示和快速查看的要求也越来越高。在此背景下，如何快速准确地显示三维管道模型成为了一个挑战。

2、bsp树结构通过递归地分裂和划分，可以将三维管道模型划分为不同的区域，并对每个区域进行深度排序，从而实现快速的可视化和重建。它可以根据不同的精度要求，对三维管道模型进行不同程度的划分和排序，从而实现对模型精度的灵活控制。此外，bsp树结构可以通过增加或删除节点，实现对三维管道模型的动态扩展和更新。在实际应用中，bsp树结构作为一种高效、精度可控、可扩展、可视化效果好的三维管道模型重建技术，具有高效的查询和遍历性能，可以快速地处理大规模的三维模型。

3、传统的三维管道模型显示方法，通常采用c/s架构，即客户端/服务器架构。该架构需要客户端安装特定的软件才能工作，而且客户端软件更新、分发及维护成本很高。

4、基于b/s架构的网页浏览模型，因其低成本、方便管理的特点，已经广泛应用于多个领域。然而，当前在b/s架构下，显示复杂三维管道模型的性能和效果都不尽如人意，存在显示效果较差、速度慢、交互性差等问题。因此，需要提出一种基于b/s架构的三维管道快速重建方法，以解决当前存在的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种基于b/s架构的三维管道重建方法及系统，在客户端无需安装软件的情况下，本发明能够快速高效的加载和渲染错综复杂的三维管道模型。本发明支持远程协作，支持多人同时访问同一个系统协同工作。本发明还支持动态更新，能够实时反映管道当前的生产进度。本发明的用户界面友好，并且易操作、易学习。

2、为了到达预期效果，本发明采用了以下技术方案：

3、本发明公开了一种基于b/s架构的三维管道重建方法，包括：

4、s1.获取管道三维点云数据；

5、s2.处理管道三维点云数据并得到三维管道模型数据；

6、s3.基于三维管道模型数据构建三维管道模型；

7、s4.通过web客户端显示三维管道模型。

8、进一步地，所述s2具体包括：

9、s2.1.在后台服务器对管道三维点云数据进行滤波处理；

10、s2.2.将经过滤波处理的管道三维点云数据进行配准；

11、s2.3.将配准后的管道三维点云数据进行分割处理得到三维管道模型数据。

12、进一步地，所述s2.2具体包括：将经过滤波处理的多个管道三维点云数据进行拼接和组合，再采用icp算法进行模型配准。

13、进一步地，所述s2.3具体包括：采用ransac算法对配准后的管道三维点云数据进行平面分割，采用基于法向量的方法对配准后的管道三维点云数据进行曲面分割。

14、进一步地，所述s3具体包括：

15、s3.1.基于三维管道模型数据，采用自适应样条法拟合得到管道的中心线和横截面；

16、s3.2.采用旋转成型算法将管道的中心线和横截面转化为管道的三维模型；

17、s3.3.采用曲面拟合方法对管道的三维模型进行优化处理以得到最终的三维管道模型。

18、进一步地，所述s3.1具体包括：

19、s3.1.1.使用等间距的方式对三维管道模型数据的控制点和样条节点进行初始化；

20、s3.1.2.对初始化后的三维管道模型数据的控制点和样条节点进行曲线拟合，并计算拟合误差；

21、s3.1.3.检测拟合误差是否小于阈值，如果拟合误差小于阈值，则结束拟合，得到最终的样条曲线拟合结果，进而得到管道的中心线和横截面；如果拟合误差大于或等于阈值，则执行s3.1.4；

22、s3.1.4.根据拟合误差，自适应地调整样条节点数和控制点位置，直到拟合误差小于阈值。

23、进一步地，所述s3.2具体包括：

24、s3.2.1.输入三维管道横截面形状；

25、s3.2.2.沿着中心线设置一系列离散的旋转角度，并在每个旋转角度位置上复制横截面；

26、s3.2.3.通过连接相应角度位置上的复制横截面，形成完整的三维管道模型。

27、进一步地，所述s4具体包括：

28、s4.1.web客户端接收三维管道模型后，采用空间分割算法将三维管道模型划分为若干小块，其中每个小块包含若干管道部分；

29、s4.2.采用可视化渲染技术分块显示各个管道部分；

30、s4.3.对三维管道模型进行交互式控制以实现三维管道重建。

31、进一步地，所述s4.1具体包括：

32、s4.1.1.将三维管道模型按照第一坐标轴方向进行排序；

33、s4.1.2.基于第一坐标轴，利用二叉树结构对排序后的三维管道模型按照空间位置平分为两部分，左边为左子树，右边为右子树；

34、s4.1.3.对左子树和右子树分别递归上述过程以建立三维管道模型的二叉空间分割树结构。

35、本发明还公开了一种基于b/s架构的三维管道重建系统，包括：

36、采集模块，用于获取管道三维点云数据；

37、三维管道重建模块，用于处理管道三维点云数据并得到三维管道模型数据；基于三维管道模型数据构建三维管道模型；通过web客户端显示三维管道模型。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开了一种基于b/s架构的三维管道重建方法及系统，本发明通过bsp树可以将大规模的三维管道模型划分为若干小块，并且保证每个小块之间空间位置关系的连续性和相似性，提高重建精度和效率。在客户端无需安装软件的情况下，本发明能够快速高效的加载和渲染错综复杂的三维管道模型。本发明支持远程协作，支持多人同时访问同一个系统协同工作。本发明还支持动态更新，能够实时反映管道当前的生产进度。本发明的用户界面友好，并且易操作、易学习。

技术特征：

1.一种基于b/s架构的三维管道重建方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种基于b/s架构的三维管道重建方法，其特征在于，所述s2具体包括：

3.如权利要求2所述的一种基于b/s架构的三维管道重建方法，其特征在于，所述s2.2具体包括：将经过滤波处理的多个管道三维点云数据进行拼接和组合，再采用icp算法进行模型配准。

4.如权利要求2或3所述的一种基于b/s架构的三维管道重建方法，其特征在于，所述s2.3具体包括：采用ransac算法对配准后的管道三维点云数据进行平面分割，采用基于法向量的方法对配准后的管道三维点云数据进行曲面分割。

5.如权利要求1所述的一种基于b/s架构的三维管道重建方法，其特征在于，所述s3具体包括：

6.如权利要求5所述的一种基于b/s架构的三维管道重建方法，其特征在于，所述s3.1具体包括：

7.如权利要求1所述的一种基于b/s架构的三维管道重建方法，其特征在于，所述s3.2具体包括：

8.如权利要求1所述的一种基于b/s架构的三维管道重建方法，其特征在于，所述s4具体包括：

9.如权利要求8所述的一种基于b/s架构的三维管道重建方法，其特征在于，所述s4.1具体包括：

10.一种基于b/s架构的三维管道重建系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种基于B/S架构的三维管道重建方法及系统，该方法包括：S1.获取管道三维点云数据；S2.处理管道三维点云数据并得到三维管道模型数据；S3.基于三维管道模型数据构建三维管道模型；S4.通过Web客户端显示三维管道模型。本发明通过BSP树可以将大规模的三维管道模型划分为若干小块，并且保证每个小块之间空间位置关系的连续性和相似性，提高重建精度和效率。在客户端无需安装软件的情况下，本发明能够快速高效的加载和渲染错综复杂的三维管道模型。本发明支持远程协作，支持多人同时访问同一个系统协同工作。本发明还支持动态更新，能够实时反映管道当前的生产进度。本发明的用户界面友好，并且易操作、易学习。

技术研发人员：吴光海,闫志奇,王浩宇,席信,钟志豪
受保护的技术使用者：中建三局第三建设工程有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16