室內(nèi)三維場景眾包更新技術(shù)規(guī)范

5室內(nèi)三維場景眾包更新技術(shù)規(guī)范2.規(guī)范性引用文件6GB/T30292-2013個人位置導(dǎo)航電子地3.術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.13.23.33.43.573.6建筑物綜合體BuildingComplex3.73.83.93.1084.總則4.1基本要求室內(nèi)三維場景眾包更新應(yīng)符合以下基本要求:a)室內(nèi)三維場景眾包更新數(shù)據(jù)除應(yīng)符合本規(guī)范的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)b)室內(nèi)三維場景眾包更新數(shù)據(jù)獲取應(yīng)包含技術(shù)準(zhǔn)備、更新計劃、更新方案實(shí)施、數(shù)據(jù)處理及質(zhì)量控制等內(nèi)容；數(shù)據(jù)處理前，應(yīng)對記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，處理后應(yīng)編制總結(jié)報告。4.2時空基準(zhǔn)要求室內(nèi)三維場景眾包更新的時空基準(zhǔn)應(yīng)符合以下要求:a)坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)采用2000國家大地坐標(biāo)系（CGCS2000如采用其他坐標(biāo)系統(tǒng)，應(yīng)與CGCS2000建立聯(lián)系；b)時間基準(zhǔn)中，日期應(yīng)采用公元紀(jì)年，時間應(yīng)采用北京時間。4.3精度要求室內(nèi)三維場景眾包更新數(shù)據(jù)精度應(yīng)符合以下要求：a)更新后密度地圖精度不應(yīng)該低于原始三維地圖精度；b)點(diǎn)云的離散度達(dá)到厘米級；c)點(diǎn)云的相對平面位置中誤差達(dá)到厘米級。5.技術(shù)準(zhǔn)備5.1資料準(zhǔn)備資料準(zhǔn)備一般應(yīng)收集以下資料：a)已有待更新的室內(nèi)三維場景（如建筑物的glTF格式、obj格式、3ds格式、PLY格式等）b)已有的室內(nèi)地圖測繪數(shù)據(jù)（如CAD、shapefile等二維平面圖）c)室內(nèi)地圖更新區(qū)域的建筑類型、環(huán)境復(fù)雜程度、地圖更新面積、以及人流量等基本情況；d)提前一天以上進(jìn)行實(shí)地踏勘獲取相關(guān)資料和信息。5.2儀器設(shè)備及檢校a)視覺相機(jī)視覺相機(jī)應(yīng)符合以下要求：91）根據(jù)測圖區(qū)域的環(huán)境條件，以及成果對于影像數(shù)據(jù)精度的要求，選擇適宜的視覺相機(jī)，并確定相機(jī)的內(nèi)參數(shù)、畸變參數(shù)等相關(guān)參數(shù)；b)RGBD深度相機(jī)RGBD深度相機(jī)應(yīng)符合以下要求：1)根據(jù)測圖區(qū)域的環(huán)境條件，以及成果對于點(diǎn)云密度及數(shù)據(jù)精度的要求，選擇適宜的深度相機(jī)設(shè)備，并確定掃描角度、掃描頻率等相關(guān)參數(shù)；2)幾何精度要求：傳感器的深度范圍大于8米；測量頻率優(yōu)于4000Hz；機(jī)身轉(zhuǎn)動范圍大于180°,測距分辨率優(yōu)于0.5mm；3)測距精度和掃描測角精度經(jīng)過檢校，并具備相應(yīng)的檢定證書；4)系統(tǒng)零點(diǎn)位置經(jīng)過檢校。5.3技術(shù)設(shè)計技術(shù)設(shè)計的主要要求如下：a)技術(shù)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目總體要求以及室內(nèi)三維場景更新區(qū)域資料等編寫設(shè)計書；b)技術(shù)設(shè)計應(yīng)包含以下主要內(nèi)容：1)制定室內(nèi)三維場景更新計劃；2)三維地圖更新實(shí)施，如更新設(shè)備、更新速度、補(bǔ)測與重測要求等。6.更新計劃6.1更新計劃制定室內(nèi)地圖更新計劃應(yīng)根據(jù)實(shí)際任務(wù)的需求進(jìn)行擬定，結(jié)合待更新室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜程度和更新的面積進(jìn)行具體事項(xiàng)的決策，應(yīng)當(dāng)明確以下主要技術(shù)內(nèi)容：a)對于RGBD深度相機(jī)獲取應(yīng)明確：1)獲取深度相機(jī)點(diǎn)云的方式；2)深度相機(jī)設(shè)備類型、技術(shù)參數(shù)和附屬儀器參數(shù)；3)深度相機(jī)點(diǎn)云數(shù)據(jù)密度要求；4)深度相機(jī)點(diǎn)云數(shù)據(jù)精度要求；5)點(diǎn)云數(shù)據(jù)附屬信息要求；6)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精度檢測要求。b)對于普通視覺相機(jī)獲取應(yīng)明確：1)相機(jī)類型、相機(jī)的技術(shù)參數(shù)和附屬儀器參數(shù)；2)視覺影像對測區(qū)的覆蓋度要求；3)攝影質(zhì)量的要求；4)其他相關(guān)的技術(shù)要求等。c)對于室內(nèi)三維場景更新類型應(yīng)明確：1)室內(nèi)三維場景紋理更新；2)室內(nèi)三維場景屬性更新；3)室內(nèi)三維場景對象集更新；4)室內(nèi)三維場景拓?fù)浼拢?.2更新測試方案制定為了保證室內(nèi)三維場景更新效率與精度，結(jié)合待更新室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜程度和更新的面積進(jìn)行具體事項(xiàng)的決策，從功能和性能方面制定室內(nèi)三維場景更新測試方案，應(yīng)當(dāng)明確以下主要技術(shù)內(nèi)容：a)對于RGBD深度相機(jī)的室內(nèi)三維場景更新測試應(yīng)明確：1)獲取深度相機(jī)照片采集時間；2)重建三維點(diǎn)云模型時間；3)點(diǎn)云模型坐標(biāo)轉(zhuǎn)化與地圖配準(zhǔn)時間；4)點(diǎn)云模型對象集更新時間；5)室內(nèi)三維場景更新精度；b)對于視覺相機(jī)的室內(nèi)三維場景更新測試應(yīng)明確：1)獲取相機(jī)照片采集時間；2)重建三維點(diǎn)云模型時間；3)點(diǎn)云模型坐標(biāo)轉(zhuǎn)化與地圖配準(zhǔn)時間；4)點(diǎn)云模型對象集更新時間；5)室內(nèi)三維場景更新精度；6.3更新路線設(shè)計室內(nèi)三維場景更新路線涉及的具體要求如下：a)路線的設(shè)計應(yīng)滿足地圖更新覆蓋度要求；b)路線的設(shè)計應(yīng)該滿足相片重合度的要求；7.更新方案實(shí)施7.1更新準(zhǔn)備及流程室內(nèi)三維場景更新流程如圖1所示。室內(nèi)三維場景更新前準(zhǔn)備要求如下：a)室內(nèi)測圖任務(wù)執(zhí)行前應(yīng)對所有涉及到的設(shè)備進(jìn)行檢查，宜在期間進(jìn)行傳感器檢校測試，生成傳感器檢校測試報告；b)室內(nèi)地圖更新任務(wù)執(zhí)行前應(yīng)提前安排人員前往測區(qū)進(jìn)行勘察，根據(jù)室內(nèi)的使用時間同委托方協(xié)商測圖的具體時間與輔助測圖人員要求；c)地圖更新當(dāng)天應(yīng)提前開啟地圖更新設(shè)備，再次檢查各類數(shù)據(jù)的完整性；d)應(yīng)準(zhǔn)備第二套室內(nèi)三維場景更新方案，以備有客觀原因?qū)е碌氖覂?nèi)三維場景更新失敗。室內(nèi)三維對象級別更新室內(nèi)三維空間拓?fù)浼墑e更新室內(nèi)三維對象級別更新室內(nèi)三維空間拓?fù)浼墑e更新準(zhǔn)備待更新區(qū)域相機(jī)拍攝環(huán)境RGBD深度相機(jī)拍攝視覺相機(jī)拍攝獲取呆更新區(qū)域原始的照片影像集與深度圖特征匹配生成室內(nèi)三維點(diǎn)云模型室內(nèi)三維模型與原始三維地圖配準(zhǔn)室內(nèi)對象屬性紋理級別更新室內(nèi)三維地圖更新完成圖1室內(nèi)三維場景更新的流程圖7.2室內(nèi)三維點(diǎn)云模型的生成，；7.3室內(nèi)三維場景配準(zhǔn)與更新（d）由于室內(nèi)可移動的對象，具有一定的通用性，需要建立這些對象7.4室內(nèi)三維場景更新速度進(jìn)行移動測圖平臺進(jìn)行室內(nèi)測圖時，測圖效率宜高于1000㎡/h。7.5室內(nèi)三維場景更新補(bǔ)測與重測出現(xiàn)以下問題時，需要進(jìn)行補(bǔ)測與重測：a)數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)異常，發(fā)生遺漏或錯誤記錄等情況，并會對最后成圖的質(zhì)量帶來直接影響；b)數(shù)據(jù)更新處理后得到的地圖未達(dá)到原始三維地圖覆蓋度、地圖精度要求中的任意一7.6其他注意事項(xiàng)室內(nèi)測圖的其他注意事項(xiàng)：a)室內(nèi)三維場景更新設(shè)備運(yùn)行過程中應(yīng)著重于數(shù)據(jù)的完整性檢查，以減少補(bǔ)測和重測現(xiàn)象；b)室內(nèi)三維場景更新工作工程中應(yīng)減少人員進(jìn)入更新設(shè)備的感知區(qū)域，以此避免噪聲的產(chǎn)生以及成圖質(zhì)量的影響；c)室內(nèi)三維場景更新完成應(yīng)及時生成地圖更新報告。8.質(zhì)量控制8.1質(zhì)量控制內(nèi)容a)數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)文件質(zhì)量控制的內(nèi)容如下：σi=1)σi=2)深度數(shù)據(jù)檢查和備份。下載點(diǎn)云原始數(shù)據(jù)并存儲，檢查文件記錄編號的完整性；b)照片數(shù)據(jù)影像數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的內(nèi)容如下：1)統(tǒng)計影像片數(shù)，檢查是否漏拍；2)檢查影像是否覆蓋整個測區(qū)，是否有漏洞；3)檢查影像數(shù)據(jù)重疊度是否與設(shè)計一致；4)檢查影像的畫面質(zhì)量，包括色調(diào)、陰影和模糊等情況。8.2更新質(zhì)量評價方法室內(nèi)三維場景更新評價指標(biāo)如下：a)點(diǎn)云離散度點(diǎn)云離散度用于評價激光在掃描面結(jié)構(gòu)即墻體結(jié)構(gòu)時對于同一墻面掃描結(jié)果的離散程度，離散程度越大點(diǎn)云掃描的質(zhì)量越低。點(diǎn)云離散度計算首先應(yīng)取所得點(diǎn)云場景中若干墻體的點(diǎn)云片段，可采取特征值法、最小二乘法、穩(wěn)健的特征值法等方法計算出點(diǎn)云的平面方程；其次，對每個片段的點(diǎn)云逐點(diǎn)計算出每點(diǎn)到平面的距離dij,再次，根據(jù)每片段得到的dij計算每個面的離散程度σi,最后，由每個面的離散程度σi取平均即可得到點(diǎn)云場景的點(diǎn)云離散度σ了。具體計算公式如下式：σ=σ=N其中，各變量的含義如下：i—選取的N個點(diǎn)云片段中的第i個；j—選取的第i個點(diǎn)云片段中的第j個點(diǎn)；dij—第i個平面中第j個點(diǎn)到平面的距離,單位為米；—第i個平面各個點(diǎn)到平面距離的均值，單位為米；ni—第i個平面的總點(diǎn)數(shù)；N—選取的點(diǎn)云片段的總量。9.相關(guān)文件制作根據(jù)技術(shù)設(shè)計的要求，編寫技術(shù)總結(jié)，主要內(nèi)容包括室內(nèi)三維場景更新的基本情況、獲取的原始數(shù)據(jù)基本情況、數(shù)據(jù)處理結(jié)果及過程中出現(xiàn)的問題、解決方法以及數(shù)據(jù)精度評價等。圖歷簿內(nèi)容應(yīng)完整準(zhǔn)確，表達(dá)清楚。按CH/T1