專利名稱：三維掃描在藝術建筑物或構筑物中的數據復原技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及三維掃描數據復原技術，具體來說涉及三維掃描在藝術建筑物或構筑 物中的數據復原技術。
背景技術：
歷史保護建筑具有很高的歷史意義和藝術價值，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，現有對于歷史保護建筑的修復，其前期數據采集主要是 依靠人工測繪，其缺點在于人工測繪數據與原歷史保護建筑之間的差異較大，一些體現其 歷史意義的細節地方未被復原，降低了其藝術價值。因此，怎樣最大限度的保持其歷史意義和藝術價值，是目前在歷史保護建筑的修 復過程中，最為關鍵的問題之一。

發明內容
根據背景技術所述，本發明的目的在于提供三維掃描在藝術建筑物或構筑物中的 數據復原技術，該技術為后期復原設計、歷史保護建筑的藝術特征研究、矢量數據還原等提 供了原始依據，便于較好的體現歷史保護建筑的歷史意義和藝術價值。為了實現上述目的，本發明的技術方案如下三維掃描在藝術建筑物或構筑物中的數據復原技術，其特征在于，包括以下步 驟a、確定坐標系統對目標建筑物進行實地勘測，確定坐標系統；b、確定掃描站根據需掃描目標建筑物的實際情況，來確定掃描站的點數和方位；C、數據采集和數據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、三維建模根據拼接以后的數據，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，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，直接將該三維模型進行矢量化，獲得 相關的CAD圖。進一步，在本發明中，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目大于等于三個。進一步，在本發明中，在數據采集和數據拼接完成后，需對數據拼接結果進行核
3對、檢查，對于有問題的地方，需要重新進行數據采集和數據拼接。本發明的有益效果在于與現有技術相比，本發明的三維掃描在藝術建筑物或構筑物中的數據復原技術， 為后期復原設計、歷史保護建筑的藝術特征研究、矢量數據還原等提供了原始依據，便于較 好的體現歷史保護建筑的歷史意義和藝術價值。


下面結合附圖和具體實施方式
來詳細說明本發明圖1為本發明實施中的流程圖。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結 合具體圖示，進一步闡述本發明。參見圖1，本發明三維掃描在藝術建筑物或構筑物中的數據復原技術，可分成外業 處理和內業處理兩個過程。其中，外業處理過程包括以下幾個步驟(1)確定坐標系統對目標建筑物進行實地勘測，確定坐標系統。(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、分區域的掃描。掃描站的選擇要根 據需掃描目標建筑物來確定點數和方位，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和方位。可以通過全站儀的測量來確定掃描站的點數和方位。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目大于等于三個。反射體粘貼的應當滿足從掃描站出發 能夠看到所有粘貼的反射體的圓心。可以采用所有反射體處于自定義坐標系統的方式，通 過公共反射體拼接來確定掃描站的點數和方位。(3)數據采集數據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，通過數碼相機攝影獲得紋理信息，即高精度的數碼相片。(4)數據拼接數據拼接的原理是根據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)完整性檢查根據所獲取的各種數據，對上述數據拼接結果進行核對、檢查，如果合格，外業處 理結束，內業處理開始；如果出現問題，對問題處重新進行數據采集和數據拼接。評估的標 準主要是激光點云采集精度和數碼照片的分辨率是否滿足要求。內業處理過程包括以下幾個步驟
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(1)生成三維激光點云模型根據拼接以后的數據，按照預定(客戶要求)的格式，把激光數據輸出，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)粘貼紋理根據前一步生成的模型，把紋理信息(數碼相片上的內容)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明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發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明 的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發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明的范圍內。本發明要求的保護范圍由所附的權利要求書及其 等同物界定。
權利要求
三維掃描在藝術建筑物或構筑物中的數據復原技術，其特征在于，包括以下步驟a、確定坐標系統對目標建筑物進行實地勘測，確定坐標系統；b、確定掃描站根據需掃描目標建筑物的實際情況，來確定掃描站的點數和方位；c、數據采集和數據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、三維建模根據拼接以后的數據，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，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，直接將該三維模型進行矢量化，獲得相關的CAD圖。
2.根據權利要求1所述的三維掃描在藝術建筑物或構筑物中的數據復原技術，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和方位。
3.根據權利要求2所述的三維掃描在藝術建筑物或構筑物中的數據復原技術，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目大于等于三個。
4.根據權利要求1所述的三維掃描在藝術建筑物或構筑物中的數據復原技術，其特征 在于，在數據采集和數據拼接完成后，需對數據拼接結果進行核對、檢查，對于有問題的地 方，需要重新進行數據采集和數據拼接。
全文摘要
三維掃描在藝術建筑物或構筑物中的數據復原技術，包括以下步驟確定坐標系統、確定掃描站的點數和方位、數據采集和數據拼接、三維建模、粘貼紋理以及制作CAD圖。本發明的有益效果在于與現有技術相比，本發明的三維掃描在藝術建筑物或構筑物中的數據復原技術，為后期復原設計、歷史保護建筑的藝術特征研究、矢量數據還原等提供了原始依據，便于較好的體現歷史保護建筑的歷史意義和藝術價值。
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 優先權日2009年7月16日
發明者劉淳, 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