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申请/专利权人：北京思路智园科技有限公司

摘要：本发明公开了一种基于CV和VR的企业危险工艺动态场景模拟方法及系统，方法包括场景捕捉、三维重建、场景模拟。本发明属于动态场景模拟技术领域，具体是指基于CV和VR的企业危险工艺动态场景模拟方法及系统，本方案使用FPFH算法进行点云配准，有效提取点云数据中的特征信息，全面地描述化工设备的几何形状特征，具有较强的局部适应性，通过特征匹配构建高质量的三维模型，提高了配准结果的准确性，增强了算法的鲁棒性，提高了三维模型对噪声和异常情况的容错能力。

主权项：1.基于CV和VR的企业危险工艺动态场景模拟方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤S1：场景捕捉，使用激光扫描仪扫描化工设备，获得原始扫描数据，对原始扫描数据进行预处理，获得包含化工设备表面信息的点云数据，所述点云数据是由大量离散点构成的三维空间数据集合；步骤S2：三维重建，对点云数据使用FPFH算法进行点云配准，点云配准后获得表示虚拟化工设备的三维模型；步骤S3：场景模拟，在虚拟现实平台中创建企业危险工艺的虚拟环境，添加三维模型，设定三维模型的行为和交互规则，实现对企业危险工艺的动态模拟；在步骤S2中，所述三维重建，包括以下步骤：步骤S21：提取特征描述子，使用FPFH算法提取点云数据中表示每个点局部几何特征的FPFH描述子；步骤S22：计算相似性，使用巴氏距离计算FPFH描述子的相似性，巴氏距离越小则两点的相似性越大，所用公式如下： ；式中，表示和间的巴氏距离，表示点的FPFH描述子，表示点的FPFH描述子，表示特征描述子中特征的数量；步骤S23：特征匹配，创建一个参考坐标系，基于FPFH描述子的相似性在参考坐标系中进行特征匹配，根据特征匹配的结果构建三维模型；步骤S24：后处理，对三维模型进行后处理操作，包括修复孔洞、平滑、纹理映射，提高模型的可视化效果；在步骤S23中，所述特征匹配，包括以下步骤：步骤S231：初始化，创建一个参考坐标系，在参考坐标系中随机生成一组点作为目标点云，目标点云中的点为目标点；步骤S232：构建匹配点对集合，将点云数据对齐到参考坐标系中，点云数据作为源点云，源点云中的点作为源点，源点与目标点一一对应作为一组匹配点对，创建匹配点对集合存储匹配点对；步骤S233：迭代选择匹配点对，创建精准匹配点对集合，设定相似性阈值，按照相似性从大到小的顺序对匹配点对集合排序，匹配点对集合中若有目标点被多次选择，则从排序后的匹配点对集合中选择第一组匹配点对加入精准匹配点对集合中，并删除该目标点的其他匹配点对，若目标点只有一组匹配点对，则判断匹配点对的相似性是否大于相似性阈值，若匹配点对的相似性大于相似性阈值，则将该匹配点对加入精准匹配点对集合中，否则删除该匹配点对；步骤S234：终止判断，设定最大匹配点对数，当精准匹配点对集合中所选匹配点数达到最大匹配点对数时停止迭代，此时精准匹配点对集合中的目标点共同构成三维模型。

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