(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210789065.3 (22)申请日 2022.07.06 (71)申请人 深圳潜水侠创新动力科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市前海深港合作 区前湾一路1号A栋201室(入驻深圳市 前海商务秘书 有限公司) (72)发明人 侯鹏　徐岷　许一峰　 (74)专利代理 机构 北京睿博行远知识产权代理 有限公司 1 1297 专利代理师 林再颐 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G01S 15/89(2006.01) G06F 113/14(2020.01) (54)发明名称 一种3D管道数据重构方法及装置 (57)摘要 本发明属于3D管道数据重构领域， 具体的说 是一种3D管道数据重构方法及装置， 包括， S1.收 集返回扫描数据值； S2.根据所收集到的同一位 置前后多次扫描数据值对比， 去除扫描数据干扰 值； S3.根据去除干扰值后的扫描数据有效值， 推 算出全部有效值坐标； S4.根据得出的全部有效 值坐标曲线绘制模型。 该3D管道数据重构方法， 通过对管道各处的声纳扫描数据进行整合， 经过 去噪点、 插值拟合、 三维建模后， 还原出管道的3D 模型的一种技术， 还原了管道的三维模型， 对作 业人员操作和决策起到了很好的作用， 有利于提 高工作效率。 权利要求书1页 说明书3页 附图5页 CN 115270424 A 2022.11.01 CN 115270424 A 1.一种3D管道数据重构方法， 其特 征在于： 包括， S1.收集返回扫描数据值； S2.根据所收集到的同一 位置前后多次扫描数据值对比， 去除扫描数据干扰值； S3.根据去除干扰值后的扫描数据有效值， 推算出全部有效值 坐标； S4.根据得 出的全部有效值 坐标曲线绘制模型。 2.根据权利要求1所述的一种3D管道数据重构方法， 其特征在于： 根据 所得的多次扫描 数据值点密度对比。 3.根据权利要求2所述的一种3D管道数据重构方法， 其特征在于： 所述扫描数据值点密 度以设定范围内的数量 值为对比。 4.根据权利要求3所述的一种3D管道数据重构方法， 其特征在于： 分别对全部扫描范围 进行分区域对比， 每次所述对比设定扫描范围区域 为一立方分米。 5.根据权利要求1所述的一种3D管道数据重构方法， 其特征在于： 所述根据插值法推算 出有效值 坐标， 根据有效值 坐标绘制曲线。 6.根据权利要求2所述的一种3D管道数据重构方法， 其特征在于： 所述插值法为拉格朗 日插值法。 7.根据权利要求1 ‑6所述的一种3D管道数据重构方法， 其特征在于： 所述有效值坐标为 （x,y）,z坐标通过 管道机器人计 米器获得。 8.根据权利要求7所述的一种3D管道数据重构方法， 其特征在于： 当z坐标是z1的点序 列的坐标分别是(x1,y1,z1)、 (x2,y2,z1)、 …(xn,yn,z1)， z坐标是z2的点序列坐标分别是 (x’1,y’1,z2)、 (x ’2,y’2,z2)、…(x’n,y’n,z2)； 使用opengl的glVertex3f函数画出三角形[(x ’1,y’1,z2),(x1,y1,z1),(x ’2,y’2, z2)]； 再画出三角形[(x2,y2,z1),(x ’3’,y’3,z2),(x3,y3,z1)]。 9.一种3D管道数据重构装置， 其特 征在于： 包括， 数据收集模块， 收集返回扫描数据值； 数据修正模块， 根据所收集到的同一位置前后多次扫描数据值对比， 去 除扫描数据干 扰值； 计算模块， 根据去除干扰值后的扫描数据有效值， 推算出全部有效值 坐标； 建模模块， 根据得 出的全部有效值 坐标曲线绘制模型。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115270424 A 2一种3D管道数据重构方 法及装置 技术领域 [0001]本发明涉及3D管道数据重构领域， 具体是一种3D管道数据重构方法及装置 。 背景技术 [0002]管道机器人在作业时通过声纳扫描获得 管道的结构和淤泥的分布。 [0003]目前声纳数据都是以2D形式向人呈现的， 这种方式可以获得某一位置的管道状 态， 但反映不了整个管道的情况。 [0004]因此， 针对上述问题提出一种3D管道数据重构方法及装置 。 发明内容 [0005]为了弥补现有技术的不足， 解决目前声纳数据都是以2D形式向人呈现的， 这种方 式可以获得某一位置的管道状态， 但反映不了整个管道的情况的问题， 本发明提出一种3D 管道数据重构方法及装置 。 [0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 本发明所述的一种3D管道数据重构 方法， 包括， S1.收集返回扫描数据值； S2.根据所收集到的某一位置周围的点密度及同一位置前后多次扫描数据值对 比， 去除扫描 数据干扰值， 声纳扫描每次返回的数据是一系列点， 点的分布反映了管道壁和 淤泥的分布， 但由于受灰尘等的影响， 会存在少量散列的点并不在管道壁或淤泥表面， 需要 把这些噪点去除； S3.根据去除干扰值后的扫描数据有效值， 推算出全部有效值坐标， 剩下一系列 有 效的点坐标。 现在要求出一条光滑的曲线， 使它经过这些点， 这条曲线就是管壁和淤泥的表 面， 采用拉格朗日插值法， 因管壁、 淤泥表面多为圆形、 抛物线形， 所以采用二次插值， 二次 插值算法如下： 工程中用到的插值法主要有拉格朗日插值法、 牛顿插值法、 埃尔米特插值 法、 分段线性插值法、 三次样条插值法几种； S4.根据得出的全部有效值坐标曲线绘制模型， 到某个位置下所有点的(x,y)坐 标， z坐标则由管道机器人通过计 米器获得， 使用opengl绘制三维模型。 [0007]优选的， 根据所得的多次扫描数据值点密度对比， 本算法通过点密度来判断是否 是噪点， 由于管道和 淤泥的表面在前后两次声纳扫描的数据中是连续的， 但噪点是不连续 的， 因此通过周围的点密度及前后几次声纳扫描该位置的点密度来判断是否是噪点。 [0008]优选的， 所述扫描数据值 点密度以设定范围内的数量 值为对比。 [0009]优选的， 分别对全部扫描范围进行分区域对比， 每次所述对比设定扫描范围区域 为一立方分米。 [0010]优选的， 所述根据 插值法推算出有效值坐标， 根据有效值坐标绘制曲线， 使它经过 这些点， 这条曲线就是 管壁和淤泥的表面。 [0011]优选的， 所述插值法为拉格 朗日插值法， 其中拉格朗日插值法的优点是实现复杂说　明　书 1/3 页 3 CN 115270424 A 3