進(jìn)入二十一世紀(jì),中國水利工程行業(yè)取得了蓬勃的發(fā)展,水利工程設(shè)施及規(guī)模不斷擴(kuò)大,成為國民經(jīng)濟(jì)增長的重要?jiǎng)恿��；诂F(xiàn)代水利工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜性,其對(duì)后期運(yùn)維也提出了較高的要求。隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的不斷發(fā)展,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）在水利工程三維可視化場景構(gòu)建中得以應(yīng)用。研究以某水利堆石壩工程可視化三維場景構(gòu)建為例,提出了AR技術(shù)在三維可視化場景構(gòu)建中的關(guān)鍵技術(shù),并通過工程實(shí)例分析了其應(yīng)用價(jià)值。 

【文章來源】：科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2020,(35)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

AR技術(shù)下堆石壩工程三維場景構(gòu)建

水利工程項(xiàng)目中堆石壩規(guī)模大，擁有健全的基礎(chǔ)設(shè)施、視野開闊，再加上現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的支持以及視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，為堆石壩項(xiàng)目提供了更多可能性。此次研究在AR技術(shù)具體應(yīng)用中引入硬件系統(tǒng)下相機(jī)注冊(cè)技術(shù)，其通過對(duì)相關(guān)參數(shù)的設(shè)置能夠達(dá)到與真實(shí)相機(jī)一致的效果。此次研究在獲得現(xiàn)場圖像環(huán)節(jié)主要采用的是定焦攝像頭，因此需要將相機(jī)設(shè)置為六自由度，如何獲得相機(jī)6個(gè)參數(shù)是硬件相機(jī)注冊(cè)的關(guān)鍵問題。研究堆石壩工程引入RTK-GPS系統(tǒng)，其能夠幫助準(zhǔn)確、快速的獲得一個(gè)三維坐標(biāo)，將IMU原件作為三維轉(zhuǎn)角，并在攝像頭上妥善固定，需要保持?jǐn)z像頭光軸與z軸方向的一致[4]。在IMU作用下，能夠了解攝像頭轉(zhuǎn)角參數(shù)，并將具體參數(shù)信息傳輸?shù)娇蛻舳�，通過解析后對(duì)虛擬相機(jī)賦予相應(yīng)的參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)相機(jī)的三維注冊(cè)，具體見圖2、圖3。2.3 真實(shí)場景的獲取及虛實(shí)融合

工程現(xiàn)場安裝攝像頭后通過布設(shè)能夠獲得真實(shí)場景的實(shí)際情況。通常水利工程施工現(xiàn)場會(huì)安置大量的視頻監(jiān)控?cái)z像頭，壩肩位置的攝像頭則能夠?yàn)楣こ陶w面貌提供可靠的技術(shù)支持，不僅如此，通過高處攝像頭所獲得的工程施工場景圖像更為清晰。虛擬相機(jī)是獲得虛擬場景的重要支持設(shè)備，通過RTK-GPS以及IMU傳感器完成三維注冊(cè)后，可以對(duì)虛擬場景進(jìn)行拍攝，但該虛擬場景會(huì)與真實(shí)相機(jī)拍到的圖像重疊[5]。若排除遮擋因素，那么可以將虛擬相機(jī)拍攝的圖像與真實(shí)相機(jī)疊加，其能夠?qū)烧叩恼鎸?shí)空間關(guān)系予以反映。通常，虛擬相機(jī)完成注冊(cè)后，其與真實(shí)相機(jī)能夠具備相同的參數(shù)，因此，可以將兩者建立在同一個(gè)坐標(biāo)系中。如圖4所示，其為一個(gè)虛實(shí)融合成像系統(tǒng)，假設(shè)該真實(shí)空間存在A、B、C三點(diǎn)，成像平面用c表示，a與b點(diǎn)重合表示的是A、B兩點(diǎn)在成像平面中的成像問題，因此b點(diǎn)為優(yōu)先顯示，C點(diǎn)則能夠?qū)臻g中B點(diǎn)與C點(diǎn)的關(guān)系予以反映[6]。圖4 虛實(shí)融合成像

【參考文獻(xiàn)】：
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