AR技术在水利工程三维可视化场景构建中的应用研究

发布时间：2021-03-04 10:29

　　进入二十一世纪,中国水利工程行业取得了蓬勃的发展,水利工程设施及规模不断扩大,成为国民经济增长的重要动力。基于现代水利工程结构复杂性,其对后期运维也提出了较高的要求。随着现代互联网信息技术的不断发展,增强现实技术（AR）在水利工程三维可视化场景构建中得以应用。研究以某水利堆石坝工程可视化三维场景构建为例,提出了AR技术在三维可视化场景构建中的关键技术,并通过工程实例分析了其应用价值。 

【文章来源】：科学技术创新. 2020,(35)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

AR技术下堆石坝工程三维场景构建

水利工程项目中堆石坝规模大，拥有健全的基础设施、视野开阔，再加上现代网络信息技术的支持以及视频监控技术的应用，为堆石坝项目提供了更多可能性。此次研究在AR技术具体应用中引入硬件系统下相机注册技术，其通过对相关参数的设置能够达到与真实相机一致的效果。此次研究在获得现场图像环节主要采用的是定焦摄像头，因此需要将相机设置为六自由度，如何获得相机6个参数是硬件相机注册的关键问题。研究堆石坝工程引入RTK-GPS系统，其能够帮助准确、快速的获得一个三维坐标，将IMU原件作为三维转角，并在摄像头上妥善固定，需要保持摄像头光轴与z轴方向的一致[4]。在IMU作用下，能够了解摄像头转角参数，并将具体参数信息传输到客户端，通过解析后对虚拟相机赋予相应的参数，并实现对相机的三维注册，具体见图2、图3。2.3 真实场景的获取及虚实融合

工程现场安装摄像头后通过布设能够获得真实场景的实际情况。通常水利工程施工现场会安置大量的视频监控摄像头，坝肩位置的摄像头则能够为工程整体面貌提供可靠的技术支持，不仅如此，通过高处摄像头所获得的工程施工场景图像更为清晰。虚拟相机是获得虚拟场景的重要支持设备，通过RTK-GPS以及IMU传感器完成三维注册后，可以对虚拟场景进行拍摄，但该虚拟场景会与真实相机拍到的图像重叠[5]。若排除遮挡因素，那么可以将虚拟相机拍摄的图像与真实相机叠加，其能够对两者的真实空间关系予以反映。通常，虚拟相机完成注册后，其与真实相机能够具备相同的参数，因此，可以将两者建立在同一个坐标系中。如图4所示，其为一个虚实融合成像系统，假设该真实空间存在A、B、C三点，成像平面用c表示，a与b点重合表示的是A、B两点在成像平面中的成像问题，因此b点为优先显示，C点则能够对空间中B点与C点的关系予以反映[6]。图4 虚实融合成像

【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于VR/AR技术特色文创产品三维可视化平台的设计与实现[J]. 胡婷婷,宋佳芳,魏梦亭,金婷瑶,陶燎亮.  数字技术与应用. 2019(03)
[3]基于WebGL的水利水电工程三维地理信息平台研究[J]. 徐锐,罗天文,刘明.  中国农村水利水电. 2019(01)
[4]智慧水利水电工程三维可视化技术与应用研究[J]. 张卫君,李亦凡,张煦,张显兵,刘德龙.  水电与抽水蓄能. 2018(06)
[5]基于ArcGIS与3DS MAX的虚拟校园三维场景的应用研究[J]. 裴亮,郭艳芳.  测绘与空间地理信息. 2018(06)
[6]基于增强现实的堆石坝工程三维可视化场景构建研究[J]. 王志宁,崔博,任炳昱,吴斌平,关涛.  水力发电. 2018(05)
[7]基于VR技术和AR技术的三维可视化实现——以丽水学院校园风光明信片应用开发为例[J]. 陶燎亮,宋俊锋.  丽水学院学报. 2018(02)
[8]物探数据的三维地质建模及其在水利水电工程中的应用——以莲花台水电站推测断层为例[J]. 韩松,孟磊.  价值工程. 2018(03)



本文编号：3063055