管道作為電力、石油、化工廠等許多工業(yè)場(chǎng)所的基本構(gòu)件,用于液體或氣體短距離和長(zhǎng)距離的傳輸。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,大量工業(yè)場(chǎng)所面臨著產(chǎn)業(yè)升級(jí),管道重建成為了解工廠現(xiàn)狀的重要手段。此外,隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展以及三維數(shù)字化世界的普及,工廠數(shù)字化在企業(yè)管理中起著重要角色,高質(zhì)量的三維管道模型在災(zāi)難模擬、檢測(cè)和培訓(xùn)等許多應(yīng)用中起著至關(guān)重要的作用。如今隨著激光掃描技術(shù)的提高,高質(zhì)量的點(diǎn)云成為三維場(chǎng)景的主要表示方式,因此,由點(diǎn)云重建出高質(zhì)量三維管道模型變成一個(gè)重要問題。雖然管道本身僅僅是基本的圓柱形,可以簡(jiǎn)單地用軸線和半徑定義,但工業(yè)管道往往包含額外的部件,如法蘭、閥門、進(jìn)氣口、彎頭、三通等。另外工業(yè)場(chǎng)所的管道通常比較密集,包含大量的拓?fù)浜蛶缀谓Y(jié)構(gòu),并且伴有自遮擋。因此,從大規(guī)模點(diǎn)云重建三維管道模型是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題。圓柱形作為管道的基本形狀,從點(diǎn)云中得到圓柱成為管道重建的關(guān)鍵工作。現(xiàn)有工作采用幾何的方法,通過三維圓柱擬合或者二維平面圓的擬合來獲取圓柱的半徑和軸線位置,之后再檢測(cè)可能存在的連接關(guān)系完成整個(gè)管道的重建。這類工作往往存在局部性問題,結(jié)果好壞較大程度依賴閾值設(shè)置,連接關(guān)系依靠既定的... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：51 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１管道尺寸??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???（ＪＢ），管子尺寸屬于小外徑系列。在這些標(biāo)準(zhǔn)中，管道的半徑尺寸是離散的。??〇１］??圖２－１管道尺寸??在實(shí)際的管道場(chǎng)景設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目需要并結(jié)合常見標(biāo)準(zhǔn)制定管道等??級(jí)表，管道等級(jí)表規(guī)定了場(chǎng)景中組件的類別和尺寸型號(hào)。整個(gè)場(chǎng)景可以看作時(shí)由??若千特定的組件拼接而成。這里尺寸用用上述的三種術(shù)語表示，一般地，外徑（）??可以直接展示形狀尺寸，所以我們選用外徑作描述形狀大小，不同的外徑對(duì)應(yīng)不??同的組件尺寸，即一旦外徑大小確定，組件的長(zhǎng)短尺寸也唯一確定。因此每個(gè)組??件可以由組件類型和外徑大小唯一確定形狀外觀，即組件類型和外徑組合可以確??定唯一的組件種類。如圖２－２從左向右分別展示了外徑為１４１．３ｍｍ的三通，外徑??為２１９．１ｍｍ的三通，外徑為２１９．１ｍｍ的四通，僅用類別和外徑即可唯一確定組??件的形狀。根據(jù)管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，組件的外徑是預(yù)先規(guī)定好的離散的數(shù)值，這大大??減少了組件的種類。我們用這些特定的組件來指導(dǎo)管道的重建。??Ｌ?４?Ｌ?—｜?Ｌ??——１，??圖２－２不同類別和尺寸的組件??由于管道重建更多地是關(guān)注管道的幾何特征和拓?fù)湫畔�，而每個(gè)組件的外觀??可以由組件類型和外徑大小唯一確定。所以這里我們選用組件類別和組件半徑??（外徑對(duì)應(yīng)的半徑）兩個(gè)屬性來標(biāo)識(shí)組件，通過檢測(cè)組件的類別和半徑來獲取組??件的形狀信息。??根據(jù)上述管道設(shè)計(jì)及鋪設(shè)的原理，我們了解到管道場(chǎng)景可以看作是很多組件??拼接而成的，而每個(gè)組件可以通過類別和半徑大小唯一標(biāo)識(shí)。因此，我們引入深??度學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)點(diǎn)所屬組件的類別和半徑用來協(xié)助管道重建。??２．?２點(diǎn)云的特征提取??９??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???最小生成樹中的直徑，可以獲取最小生成樹上的主分支，通過設(shè)定閾值，可以刪??掉一些短小的分支。這與獲取管道的骨架有著類似的效果，因此我們使用此結(jié)構(gòu)??獲取管道的骨架。??Ａ??，？?？??參?？參??ｍ?＃?馨??ｍ?瘺??＃??馨??ｍ??圖２－３最小生成樹直徑，即黑色節(jié)點(diǎn)組成的路徑??２．?４本章小結(jié)??本章節(jié)對(duì)管道重建的相關(guān)概念和工作進(jìn)行介紹。圍繞本文提出的基于先驗(yàn)的??重建方法，介紹了實(shí)際管道設(shè)計(jì)和鋪設(shè)過程中的先驗(yàn)知識(shí)，利用此先驗(yàn)知識(shí)，我??們引入深度學(xué)習(xí)來協(xié)助管道重建，于是，接著介紹了深度學(xué)習(xí)提取點(diǎn)云的相關(guān)知??識(shí)和工作。最后我們采用圖結(jié)構(gòu)來得到管道骨架，本章節(jié)回顧了相關(guān)提取骨架的??工作，以及圖結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)和算法，在第三章，我們將用相關(guān)知識(shí)應(yīng)用到骨架??提取中。??１２??


本文編號(hào)：3133301