CN114279364A - 一种新型扫描数据注册方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型扫描数据注册方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、船体划分：将船体按照扫描注册的方案进行整体划分，划分成不同站点，具体为船体结构、船内设备、管路***、排水***和脱硫***；S2、参数设定：对三维激光点云扫描仪的姿态信息和中心初始位置进行设定，本发明一种新型扫描数据注册方法，通过云对云和俯视图的方法，通过每两站点之间的公共部分自动注册，无需人为设定公共目标物，提高操作人员的工作效率，因为利用俯视图和云对云方法进行注册，两站之间原船公共部分可以充分接触，可以大大提高注册的精度及降低注册错误率，同时在扫描的时候可以不用刻意去布置标靶球或棋盘格，间接地提高了扫描的效率。
Description
技术领域
本发明涉及船舶扫描注册技术领域，尤其涉及一种新型扫描数据注册方法。
背景技术
三维扫描技术又称实景复制技术，它能够通过高速激光扫描测量的方法，在不接触物体的情况下，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据，是一种全新的快速建立物体三维影像模型的技术手段。三维激光扫描技术自诞生以来便获得了高速的发展，由于其具有快速性，不接触，实时，动态，高密度，高精度，数字化，自动化等特性，故而可以被应用于船舶海洋工程，建造工程，文物考古，机械制造，数字城市等多领域。
在船舶海洋工程中，三维扫描技术主要用于营运船舶的改造行业，包括船舶压载水处理***(BWMS)改造，船舶脱硫***(EGCS)改造，FGSS***改造及其它船舶***改造等。通过数据采集(三维激光扫描)，预处理(去噪)，注册拼接，点云优化四个环节快速、高精度地得到船舶三维点云模型，然后通过逆向建模，进行新加设备及***的虚拟装配，优化，检查和原船碰撞工作，从而实现船舶***改造。
现有的注册方法效率低下，需要操作人员手动一站一站去注册，不可以自动注册，需花费大量时间，需要人为设定公共目标物(标靶球或棋盘格等)，对公共目标的摆放位置有要求，有时很难满足设计的精度要求，容易产生较大的误差，甚至会出现注册错误，且受限于公共目标，对于狭小的空间，可能无法布置公共目标，导致无法注册。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种新型扫描数据注册方法，已解决背景技术中提出的现有的注册方法效率低下，需要操作人员手动一站一站去注册，不可以自动注册，需花费大量时间，需要人为设定公共目标物(标靶球或棋盘格等)，对公共目标的摆放位置有要求，有时很难满足设计的精度要求，容易产生较大的误差，甚至会出现注册错误，且受限于公共目标，对于狭小的空间，可能无法布置公共目标，导致无法注册的问题。
为此，本发明提供了一种新型扫描数据注册方法，包括以下步骤：
S1、船体划分：将船体按照扫描注册的方案进行整体划分，划分成不同站点，具体为船体结构、船内设备、管路***、排水***和脱硫***；
S2、参数设定：对三维激光点云扫描仪的姿态信息和中心初始位置进行设定，并生成点云数据；
S3、数据采集：采用移动扫描设备对船舶的不同划分站点依次进行全面扫描，以中心初始位置为原点生成点云数据；
S4、预处理：对扫描图像的点云数据进行处理降噪后，发送至三维建模处理器，以中心初始位置为原点，生成三维点云模型；
S5、一次备份：将船体生成的三维点云模型数据依次存入存储器进行备份处理，并生成完成群集；
S6、注册拼接：调用备份数据，将三维扫描的每一站点之间的公共部分通过云对云和俯视图的方法自动注册；
S7、群集划分：把未注册的完整群集按照相同部分分成多个小群集；
S8、群集注册：利用俯视图和云对云方法对每个小群集进行自动注册；
S9、合成群集：每个小群集自动注册完成后，然后把各个小群集自动注册形成已注册的完整群集；
S10、精度检测：完整群集注册完成后，检查注册精度及准确度；
S11、二次备份：将注册后的原始注册数据进行备份存入存储器进行备份处理。
优选的，移动扫描设备的内部固定安装有姿态传感器、位移传感器、速度传感器、GPS***和三维激光点云扫描仪。
优选的，所述S4步骤中：将采集的图像数据转换成MP4格式，随后上传至服务器，服务器对视频图像文件按照预设定的时间间隔进行截帧，并筛选清晰有效的图片进行保存。
优选的，S4步骤中：调用筛选处理后的图像文件，截取图像中的有效信息区域，发送至三维建模处理器，以中心初始位置为原定，生成三维点云模型。
优选的，S6步骤中：采用俯视图和云对云方法进行注册，注册时两站点之间原船公共部分可以充分接触。
本发明提出的本发明提出一种新型扫描数据注册方法，本发明的有益效果是：通过云对云和俯视图的方法，通过每两站点之间的公共部分自动注册，无需人为设定公共目标物，提高操作人员的工作效率，因为利用俯视图和云对云方法进行注册，两站之间原船公共部分可以充分接触，可以大大提高注册的精度及降低注册错误率，同时在扫描的时候可以不用刻意去布置标靶球或棋盘格，间接地提高了扫描的效率。
附图说明
图1是本发明具体实施例的流程图；
图2是本发明具体实施例移动扫描设备的组成图。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
参照图1-2，本发明提出了一种新型扫描数据注册方法，包括以下步骤：一种新型扫描数据注册方法，S1、船体划分：将船体按照扫描注册的方案进行整体划分，划分成不同站点，如船体结构、船内设备、管路***、排水***和脱硫***等；
S2、参数设定：对三维激光点云扫描仪的姿态信息和中心初始位置进行设定，并生成点云数据；
S3、数据采集：采用移动扫描设备对船舶的不同划分站点依次进行全面扫描，以中心初始位置为原点生成点云数据；
S4、预处理：对扫描图像的点云数据进行处理降噪后，发送至三维建模处理器，以中心初始位置为原点，生成三维点云模型；
S5、一次备份：将船体生成的三维点云模型数据依次存入存储器进行备份处理，并生成完成群集；
S6、注册拼接：调用备份数据，将三维扫描的每一站点之间的公共部分通过云对云和俯视图的方法自动注册；
S7、群集划分：把未注册的完整群集按照相同部分分成多个小群集；
S8、群集注册：利用俯视图和云对云方法对每个小群集进行自动注册；
S9、合成群集：每个小群集自动注册完成后，然后把各个小群集自动注册形成已注册的完整群集；
S10、精度检测：完整群集注册完成后，检查注册精度及准确度；
S11、二次备份：将注册后的原始注册数据进行备份存入存储器进行备份处理。
优先的，移动扫描设备的内部固定安装有姿态传感器、位移传感器、速度传感器、GPS***和三维激光点云扫描仪。
优先的，所述S4步骤中：将采集的图像数据转换成MP4格式，随后上传至服务器，服务器对视频图像文件按照预设定的时间间隔进行截帧，并筛选清晰有效的图片进行保存，调用筛选处理后的图像文件，截取图像中的有效信息区域，发送至三维建模处理器，以中心初始位置为原定，生成三维点云模型。
优先的，S6步骤中：采用俯视图和云对云方法进行注册，注册时两站点之间原船公共部分可以充分接触。
本申请实施例在使用时：在现有的注册方法中，该全新的注册方法利用三维扫描每一站之间的公共部分(包括原船设备，船体结构，管系等)通过云对云和俯视图的方法自动注册，该方法的原理和目标注册原理是一样的，都是通过每两站之间的公共部分进行注册，不同的是，目标注册是通过两站之间的公共目标(标靶球或棋盘格等)进行手动注册，而全新方法是通过两站之间的公共目标(原船船体结构、设备和管系等)进行自动注册，相比于现有方法，该方法可以实现自动注册，提高操作人员的工作效率，因为利用俯视图和云对云方法进行注册，两站之间原船公共部分可以充分接触，可以大大提高注册的精度及降低注册错误率，同时，在扫描的时候可以不用刻意去布置标靶球或棋盘格，间接地提高了扫描的效率，注册时，先把未注册的完整群集按照相同部分分成多个小群集，然后利用俯视图和云对云方法对每个小群集进行自动注册，每个小群集自动注册完成后，然后把各个小群集自动注册形成已注册的完整群集，完整群集注册完成后，检查注册精度及准确度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种新型扫描数据注册方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、船体划分：将船体按照扫描注册的方案进行整体划分，划分成不同站点，具体为船体结构、船内设备、管路***、排水***和脱硫***；
S2、参数设定：对三维激光点云扫描仪的姿态信息和中心初始位置进行设定，并生成点云数据；
S3、数据采集：采用移动扫描设备对船舶的不同划分站点依次进行全面扫描，以中心初始位置为原点生成点云数据；
S4、预处理：对扫描图像的点云数据进行处理降噪后，发送至三维建模处理器，以中心初始位置为原点，生成三维点云模型；
S5、一次备份：将船体生成的三维点云模型数据依次存入存储器进行备份处理，并生成完成群集；
S6、注册拼接：调用备份数据，将三维扫描的每一站点之间的公共部分通过云对云和俯视图的方法自动注册；
S7、群集划分：把未注册的完整群集按照相同部分分成多个小群集；
S8、群集注册：利用俯视图和云对云方法对每个小群集进行自动注册；
S9、合成群集：每个小群集自动注册完成后，然后把各个小群集自动注册形成已注册的完整群集；
S10、精度检测：完整群集注册完成后，检查注册精度及准确度；
S11、二次备份：将注册后的原始注册数据进行备份存入存储器进行备份处理。
2.如权利要求1所述的一种新型扫描数据注册方法，其特征在于，所述S3步骤中：移动扫描设备的内部固定安装有姿态传感器、位移传感器、速度传感器、GPS***和三维激光点云扫描仪。
3.如权利要求1所述的一种新型扫描数据注册方法，其特征在于，所述S4步骤中：将采集的图像数据转换成MP4格式，随后上传至服务器，服务器对视频图像文件按照预设定的时间间隔进行截帧，并筛选清晰有效的图片进行保存。
4.如权利要求3所述的一种新型扫描数据注册方法，其特征在于，S4步骤中：调用筛选处理后的图像文件，截取图像中的有效信息区域，发送至三维建模处理器，以中心初始位置为原定，生成三维点云模型。
5.如权利要求1所述的一种新型扫描数据注册方法，其特征在于，S6步骤中：采用俯视图和云对云方法进行注册，注册时两站点之间原船公共部分可以充分接触。
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