本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，特別涉及一種損傷結(jié)構(gòu)的三維重建方法、修復(fù)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、在相關(guān)技術(shù)中，對于結(jié)構(gòu)具有損傷的部件，需要依賴人工目檢和簡單測量工具，難以精確獲取損傷結(jié)構(gòu)中詳細(xì)的損傷信息，進(jìn)而導(dǎo)致修復(fù)可靠性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種損傷結(jié)構(gòu)的三維重建方法、修復(fù)方法及裝置，可以提高損傷信息的獲取準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高修復(fù)可靠性。技術(shù)方案如下：

2、一方面，提供了一種損傷結(jié)構(gòu)的三維重建方法，所述方法包括：

3、基于激光掃描設(shè)備獲取損傷結(jié)構(gòu)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

4、將所述三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影轉(zhuǎn)換為二維圖像，并利用方向梯度直方圖hog方式對所述二維圖像進(jìn)行方向梯度特征提取，得到hog特征；

5、基于所述三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建梯度場，并利用所述hog特征對所述梯度場進(jìn)行修正，得到修正后梯度場；

6、利用所述修正后梯度場結(jié)合泊松方程，重建所述損傷結(jié)構(gòu)的三維模型。

7、另一方面，提供了一種損傷結(jié)構(gòu)的修復(fù)方法，包括：

8、利用上述任一所述損傷結(jié)構(gòu)的三維重建方法重建得到所述損傷結(jié)構(gòu)的三維模型；

9、獲取未損傷結(jié)構(gòu)的三維模型；

10、利用所述損傷結(jié)構(gòu)的三維模型和所述未損傷結(jié)構(gòu)的三維模型，確定用于修復(fù)所述損傷結(jié)構(gòu)的修復(fù)部件的三維模型；

11、利用所述修復(fù)部件的三維模型導(dǎo)入3d打印機(jī)中進(jìn)行3d打印，以得到用于修復(fù)所述損傷結(jié)構(gòu)的物理修復(fù)部件。

12、另一方面，提供了一種損傷結(jié)構(gòu)的修復(fù)裝置，包括：

13、第一獲取單元，用于利用上述任一所述損傷結(jié)構(gòu)的三維重建方法重建得到所述損傷結(jié)構(gòu)的三維模型；

14、第二獲取單元，用于獲取未損傷結(jié)構(gòu)的三維模型；

15、確定單元，用于利用所述損傷結(jié)構(gòu)的三維模型和所述未損傷結(jié)構(gòu)的三維模型，確定用于修復(fù)所述損傷結(jié)構(gòu)的修復(fù)部件的三維模型；

16、導(dǎo)入單元，用于利用所述修復(fù)部件的三維模型導(dǎo)入3d打印機(jī)中進(jìn)行3d打印，以得到用于修復(fù)所述損傷結(jié)構(gòu)的物理修復(fù)部件。

17、另一方面，提供了一種損傷結(jié)構(gòu)的三維重建裝置，所述裝置包括：

18、獲取單元，用于基于激光掃描設(shè)備獲取損傷結(jié)構(gòu)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

19、提取單元，用于將所述三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影轉(zhuǎn)換為二維圖像，并利用方向梯度直方圖hog方式對所述二維圖像進(jìn)行方向梯度特征提取，得到hog特征；

20、構(gòu)建單元，用于基于所述三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建梯度場，并利用所述hog特征對所述梯度場進(jìn)行修正，得到修正后梯度場；

21、重建單元，用于利用所述修正后梯度場結(jié)合泊松方程，重建所述損傷結(jié)構(gòu)的三維模型。

22、另一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，所述計(jì)算機(jī)設(shè)備包括存儲器和處理器，所述存儲器用于存放計(jì)算機(jī)程序，所述處理器用于執(zhí)行所述存儲器上所存放的計(jì)算機(jī)程序，以實(shí)現(xiàn)上述所述的損傷結(jié)構(gòu)的三維重建方法和損傷結(jié)構(gòu)的修復(fù)方法的步驟。

23、另一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)內(nèi)存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述所述損傷結(jié)構(gòu)的三維重建方法和損傷結(jié)構(gòu)的修復(fù)方法的步驟。

24、另一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述所述的損傷結(jié)構(gòu)的三維重建方法和損傷結(jié)構(gòu)的修復(fù)方法的步驟。

25、本發(fā)明提供的技術(shù)方案至少可以帶來以下有益效果：

26、本發(fā)明提供了一種損傷結(jié)構(gòu)的三維重建方法，在針對損傷結(jié)構(gòu)重建其三維模型時(shí)，利用激光掃描設(shè)備可以準(zhǔn)確獲取到損傷結(jié)構(gòu)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，采用兩種方式確定損傷結(jié)構(gòu)的梯度信息，第一種是利用三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)直接構(gòu)建可實(shí)現(xiàn)三維模型重建的梯度場，第二種是針對由三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影轉(zhuǎn)換后的二維圖像進(jìn)行方向梯度特征提取，以得到hog特征，然后利用hog特征對梯度場進(jìn)行修正，使得修正后梯度場能夠更準(zhǔn)確的反映損傷結(jié)構(gòu)的真實(shí)梯度變化，進(jìn)而提高了重建后損傷結(jié)構(gòu)的三維模型的準(zhǔn)確性；

27、本發(fā)明提供了一種損傷結(jié)構(gòu)的修復(fù)方法，利用損傷結(jié)構(gòu)的三維重建方法重建得到準(zhǔn)確的損傷結(jié)構(gòu)的三維模型，然后利用未損傷結(jié)構(gòu)的三維模型與該損傷結(jié)構(gòu)的三維模型，能夠得到損傷部位的三維模型，也就是用于修復(fù)損傷結(jié)構(gòu)的修復(fù)部件的三維模型，由于重建的損傷結(jié)構(gòu)三維模型準(zhǔn)確性較高，因此修復(fù)部件的三維模型能夠準(zhǔn)確的描述損傷結(jié)構(gòu)中詳細(xì)損傷信息，進(jìn)而利用修復(fù)部件的三維模型進(jìn)行3d打印后，能夠得到用于修復(fù)損傷結(jié)構(gòu)的物理修復(fù)部件，提高了修復(fù)可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種損傷結(jié)構(gòu)的三維重建方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用方向梯度直方圖hog方式對所述二維圖像進(jìn)行方向梯度特征提取，得到hog特征，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述改進(jìn)的全卷積網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練方式包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述損傷類別包括裂縫、脫落、變形、腐蝕和磨損中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，用于求解所述泊松方程的初始值，是基于每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)鄰域內(nèi)點(diǎn)的hog特征進(jìn)行調(diào)整后得到的。

6.一種損傷結(jié)構(gòu)的修復(fù)方法，其特征在于，包括：

7.一種損傷結(jié)構(gòu)的三維重建裝置，其特征在于，所述裝置包括：

8.一種損傷結(jié)構(gòu)的修復(fù)裝置，其特征在于，包括：

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)設(shè)備包括存儲器和處理器，所述存儲器用于存放計(jì)算機(jī)程序，所述處理器用于執(zhí)行所述存儲器上所存放的計(jì)算機(jī)程序，以實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1-6任一所述方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)內(nèi)存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6任一所述的方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種損傷結(jié)構(gòu)的三維重建方法、修復(fù)方法及裝置，屬于數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域。重建方法包括：基于激光掃描設(shè)備獲取損傷結(jié)構(gòu)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；將所述三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影轉(zhuǎn)換為二維圖像，并利用方向梯度直方圖HOG方式對所述二維圖像進(jìn)行方向梯度特征提取，得到HOG特征；基于所述三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建梯度場，并利用所述HOG特征對所述梯度場進(jìn)行修正，得到修正后梯度場；利用所述修正后梯度場結(jié)合泊松方程，重建所述損傷結(jié)構(gòu)的三維模型。本發(fā)明能夠提高損傷信息的獲取準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高修復(fù)可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：朱健健,白文鵬,付堯明,石建,王俊,李夢,趙欣,呂會揚(yáng),高澤遠(yuǎn),劉海博,蔣仕豪,畢桃,孟宇陽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國民用航空飛行學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15