發(fā)布時(shí)間：2021-07-22 05:22

　　自動(dòng)從點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成建筑信息模型（BIM）一直是建筑自動(dòng)化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。基于傳統(tǒng)算法的建筑自動(dòng)三維重建的缺點(diǎn)包括人工設(shè)計(jì)特征,識(shí)別過程復(fù)雜,應(yīng)用場(chǎng)景有限等。隨著三維機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的不斷成熟,處理點(diǎn)云便有了新的手段。通過引入實(shí)例分割中的ASIS網(wǎng)絡(luò)框架對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行處理,即從掃描點(diǎn)云場(chǎng)景中自動(dòng)分割和分類建筑構(gòu)建元素并得到實(shí)例分割矩陣。接著,基于包圍盒假設(shè)從得到的實(shí)例分割矩陣中提取建筑構(gòu)件外輪廓參數(shù),并將外輪廓參數(shù)和分割的語義分類結(jié)果作為BIM建模的構(gòu)件參數(shù)。最后,將這些提取的構(gòu)件參數(shù)輸入到自制的IFC生成器中,自動(dòng)生成基于工業(yè)基礎(chǔ)類（IFC）標(biāo)準(zhǔn)的BIM模型。實(shí)驗(yàn)表明,利用無噪點(diǎn)點(diǎn)云方法,可實(shí)現(xiàn)基于曼哈頓世界假設(shè)下的室內(nèi)單房間的三維重建。 

【文章來源】：圖學(xué)學(xué)報(bào). 2020,41(05)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

點(diǎn)云最緊致邊框示意(以門為例)

將所有建筑構(gòu)建的各個(gè)實(shí)例分割結(jié)果隨機(jī)賦色，可以得到圖3的效果。ASIS網(wǎng)絡(luò)對(duì)建筑等較大元素的實(shí)例分割表現(xiàn)較好，但當(dāng)場(chǎng)景中單個(gè)元素較小時(shí)，則容易出錯(cuò)。例如圖3(a)，左上角的兩面墻體被分為不同的實(shí)例，且和地板的界限較為明顯。在圖3(a)中也顯示了一些失敗案例。在右上的墻上，2個(gè)窗戶和墻之間的分界并不明顯，并且窗戶和墻有一些公用的區(qū)域，這會(huì)給下一步的建筑構(gòu)建外輪廓的提取造成困擾。此外，觀察左下角桌子周邊的椅子，可以發(fā)現(xiàn)4把椅子作為單個(gè)實(shí)例被錯(cuò)誤地分割在一起。圖3(b)和(c)為另外2個(gè)房間的實(shí)例分割結(jié)果。在實(shí)例分割任務(wù)上，ASIS網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)達(dá)到了目前較高的水準(zhǔn)，但因其對(duì)小物體識(shí)別的準(zhǔn)確度仍有待提高，故本文對(duì)識(shí)別物體的類別進(jìn)行了取舍。即本工作僅選用了準(zhǔn)確度較高的一些類別，而不是全部13個(gè)類別。最終保留的分割類別僅包含墻、門、窗、天花板與地板5種占用空間較大的元素。這5類大物體在ASIS網(wǎng)絡(luò)分割下的精度較高，分割邊界也比較清晰，從而保證了后續(xù)三維重建的有效性。

本文制作了一個(gè)“IFC生成器”。其是在IfcOpenShell項(xiàng)目軟件庫(kù)[29]的基礎(chǔ)上開發(fā)而來。IFC生成器可根據(jù)已獲取的構(gòu)件參數(shù)(7維向量組)自動(dòng)生成BIM模型，其余的參數(shù)暫時(shí)不可知。目前可以包含的建筑元素有：墻、門、窗、開洞、地板、天花板。圖5是一個(gè)根據(jù)參數(shù)生成模型的案例。生成器已在GitHub上開源，軟件及其詳細(xì)的使用方法見https://github.com/zhupan007/ifc＿generator。IFC模型生成的具體步驟如下：


本文編號(hào)：3296524