(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 202210674816.7 (22)申请日 2022.06.15 (71)申请人 长安大学 地址 710064 陕西省西安市雁塔区南 二环 路中段 (72)发明人 杨旭　李毅　管进超　刘文博　 丁玲　汪海年　屈鑫　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 钱宇婧 (51)Int.Cl. G06T 7/13(2017.01) G06T 17/00(2006.01) G06V 10/28(2022.01) G06V 10/44(2022.01)G06F 16/242(2019.01) G06F 30/13(2020.01) (54)发明名称 基于BIM的三维路面病害信息采集与可视化 系统及方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于BIM的三维路面病害 信息采集与可视化系统及方法， 该方法将采集的 病害图像进行处理后， 通过BIM实现病害模型的 建立， 以实现对病害发展情况以及空间分布状况 全面检测， 同时， 该系统利用BIM技术拓展新方 法， 实现对小尺度病害信息进行可视化管理， 使 得道路管理人员、 养护人员、 巡查人员清晰化工 作任务， 增强道路在信息化运维阶段的交互性和 可达性。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 115018870 A 2022.09.06 CN 115018870 A 1.基于BIM的三维路面病害信息采集与可视化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1， 采集病害图像； 步骤2， 对病害图像进行像素级处理， 生成正射影像； 所述正射影像包括深度图像和彩 色图像， 所述彩色图像生成二 值图像； 步骤3， 建立第一病害模型或第二病害模型， 实现三维路面病害信息采集与可视化； 所述第一病害模型的建立过程为， 在BIM 中建立矩阵点阵， 依据矩阵点阵中的点阵节点 创建地形表面； 读取深度图像中像素点的深度值， 将矩阵点阵中的纵坐标定义为深度值， 并 将所述深度值嵌套在点阵坐标的二维列表中， 将二维列表扁平化处理生成一维列表； 将一 维列表和地形表面重排组合， 对所有的点阵用曲面拟合， 完成第一病害模型的建立； 所述第二病害模型的建立过程为， 通过Matlab提取出二值 图像中病害轮廓的点 阵集， 建立坐标系， 基于坐标系对点阵集重排生成轮廓坐标； 将轮廓坐标至于BIM中的坐标系中， 在BIM的坐标系中绘制轮廓线， 定义病害深度， 对轮廓线进行深度方向的拉伸， 完成第二病 害模型的建立。 2.根据权利要求1所述的基于BIM的三维路面病害信息采集与可视化方法， 其特征在 于， 步骤2中， 所述像素级处理的过程为： 通过病害图像获取 空间点和相机点的位置 关系， 通 过位置关系重构出点云三维模型， 通过点云三维模型生成正 射影像。 3.根据权利要求1所述的基于BIM的三维路面病害信息采集与可视化方法， 其特征在 于， 步骤3中， 所述第一病害模 型中， 在Dynamo中建立矩阵点阵， 所述点阵的尺 寸位置和精细 度自定义。 4.根据权利要求1所述的基于BIM的三维路面病害信息采集与可视化方法， 其特征在 于， 步骤3中， 所述第一病害模型的建立过程中， 通过Image.Pixels节点命令识别灰度图像 中每个点位的信息值， 通过Color.Brightness节点命令识别深度图像中每个点位的深度 值。 5.根据权利要求1所述的基于BIM的三维路面病害信息采集与可视化方法， 其特征在 于， 步骤3中， 所述第一病害模 型的建立过程中， 通过Flatten节 点使二维列表扁平 化降为一 维列表； 通过Topography.ByPo int节点命令对所有的点阵用曲面拟合。 6.根据权利要求1所述的基于BIM的三维路面病害信息采集与可视化方法， 其特征在 于， 步骤3中， 第二病害模型的建立过程中， 通过Matlab提取二值图像中病害轮廓点阵集的 过程为： 通过edge()函数检测病害图像中病害轮廓， 通过创建一个相同大小和形状的图 像， 将检测到病害轮廓的边 缘赋值为1， 非边 缘部分赋值 为0， 获得病害轮廓的点阵集。 7.根据权利要求1所述的基于BIM的三维路面病害信息采集与可视化方法， 其特征在 于 ， 步 骤3中 ， 第二 病害 模型的 建 立过 程中 ， BI M中的 坐标 系中 坐标 原点为 Selection.PickPo int()函数选择的项目基准 点。 8.根据权利要求1所述的基于BIM的三维路面病害信息采集与可视化方法， 其特征在 于， 步骤3中， 在BIM的坐标系中绘制轮廓线的绘制过程为， 通过定义GetcolsFromTable函数 命令读取存储器中轮廓坐标数据， 通过CreateBound命令依次连接轮廓坐标数据对应的轮 廓点， 绘制出轮廓线。 9.根据权利要求1所述的基于BIM的三维路面病害信息采集与可视化方法， 其特征在 于， 步骤3中， 第二病害模 型的建立过程中， 通过定义NewExtrusion函数命令， 依据病害轮廓权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115018870 A 2线， 设置拉伸放样路径和深度， 对轮廓线 进行深度方向的拉伸。 10.一种基于BIM的三维路面病害信息采集与可视化系统， 其特 征在于， 包括： SFM病害图像采集模块， 用于采集病害图像； 像素级图像处 理模块， 用于对病害图像进行像素级处 理， 生成正 射影像； BIM病害可视化模块， 用于建立第一病 害模型或第二病害模型， 实现三维路面病害信息 采集与可视化； 所述第一病害模型的建立过程为， 在BIM 中建立矩阵点阵， 依据矩阵点阵中的点阵节点 创建地形表面； 读取深度图像中像素点的深度值， 将矩阵点阵中的纵坐标定义为深度值， 并 将所述深度值嵌套在点阵坐标的二维列表中， 将二维列表扁平化处理生成一维列表； 将一 维列表和地形表面重排组合， 对所有的点阵用曲面拟合， 完成第一病害模型的建立； 所述第二病害模型的建立过程为， 通过Matlab提取出二值 图像中病害轮廓的点 阵集， 建立坐标系， 基于坐标系对点阵集重排生成轮廓坐标； 将轮廓坐标至于BIM中的坐标系中， 在BIM的坐标系中绘制轮廓线， 定义病害深度， 对轮廓线进行深度方向的拉伸， 完成第二病 害模型的建立。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115018870 A 3