(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 202210751217.0 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 中国电建集团中南勘测设计 研究院 有限公司 地址 410014 湖南省长 沙市雨花区香樟东 路16号 (72)发明人 刘承照　刘昊　马晨哲　许强红　 蒋盟珂　李顺　江玉龙　陈程　 (74)专利代理 机构 长沙正奇专利事务所有限责 任公司 431 13 专利代理师 王娟 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 管道变形识别方法、 终端设备及存 储介质 (57)摘要 本发明公开了一种管道变形识别方法、 终端 设备及存储介质， 在重建出管道 三维模型的基础 上， 通过体素坐标系拟合断面函数模型， 实现了 管道断面的长、 短径的准确计算， 进而实现了对 管道变形的识别， 极大地提高了管道变形识别准 确率。 本发 明解决了深度学习算法无法识别管道 整体变形状态的问题。 通过对管道 三维模型的多 个断面的分析， 实现了对管道整体的变形状态准 确定量分析。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115294266 A 2022.11.04 CN 115294266 A 1.一种管道变形识别方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 重建管道三维模型： 建立体素坐标系， 所述体素坐标系原点为管道起始横断面的中心点， y轴正向为垂直于 横断面的管道延伸方向， x轴正向垂 直于y轴、 指向y轴右侧方向， z轴正向垂直于xy平面且朝 上； 将所述管道三维模型中的点转换至体素坐标系 下的体素模型中； 所述体素模型包括多 个体素栅格， 体素坐标系原 点所在管道断面为体素模型起始端， 体素模型尾端为管道末端； 每个体素栅格拥有唯一、 固定的坐标值， 体素栅格中存放所述重建的管道三维模型中的点 数据； 在所述体素模型两端， 任意截取多个管道断面， 拟合截取的所有管道断面中心点， 得到 管道中轴线； 获取管道中轴 线上的点及该点对应的法线方向， 基于法线方向获得该点对应的体素栅 格集合， 即为该点所在管道断面的体素栅格集 合； 将所述体素集合投影到x ‑z平面上， 计算体素集合的外接多边形， 提取所述外接多边形 的折点； 利用所有外接多边形的折点拟合得到封闭曲线， 即外接多边形对应的管道断面的曲线 方程， 获取sqrt((x ‑x0)*(x‑x0)+(z‑z0)*(z‑z0))的最大值和最小值， 其中， x、 z为封闭曲线 上的点的横坐标和纵坐标， x0、 z0为管道断面中心点的横坐标和纵坐标； 该最大值和最小值 分别代表曲线F(x,z)＝0对应管道断面的最长半径和最短 半径； 基于所述最长半径和最短半径， 分别计算管道断面最长径、 最短径与设计的断面直径 的比例， 取比例最大值作为管道变形率。 2.根据权利要求1所述的管道变形识别方法， 其特征在于， 获取所述管道变形率后， 还 进行管道变形评级， 具体实现过程包括： 若管道变形率小于5％， 则为1级变形； 若管道变形 率大于5％， 小于15％， 则为2级变形； 若管道变形率大于15％， 小于25％， 则为3级变形； 若管 道变形率大于25％， 则为 4级变形。 3.根据权利要求1或2所述的管道变形识别方法， 其特征在于， 将所述管道三维模型中 的点P(x,y,z)转换至体素坐标系下的公式为： 其中， I(x',y',z')为管道三维模型中的点P(x,y,z)转换至体素坐标系下的坐标， c为 体素栅格的大小， P表示点坐标矩阵[Px,Py,Pz]， Px、 Py、 Pz为P(x,y,z)的实际坐标值， A为转换 矩阵， xmin、 ymin、 zmin为管道三维模型中的点的集 合在x、 y、 z轴上的最小值。 4.根据权利要求1或2所述的管道变形识别方法， 其特征在于， 所述最长径为最长半径 的两倍； 最短径为 最短半径的两倍。 5.根据权利 要求1或2所述的管道变形识别方法， 其特征在于， 所述管道变形率ratio计权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115294266 A 2算公式为： l为最长径或最短径， r为设计的断面 直径。 6.根据权利要求1或2所述的管道变形识别方法， 其特征在于， 管道断面的最长半径和 最短半径计算过程包括： 计算断面中心点横坐标x0对应的断面曲线F(x,z)＝0上的点集； 当 所述断面中心点横坐标x0每增加或者减少整数倍K时， 获取一次断面曲线F(x,z)＝0上的 点， 得到所有满足条件的点集； 将所述点集中的点(x， z)代入sqrt((x ‑x0)*(x‑x0)+(z‑z0)* (z‑z0))中， 计算点集中的点与该断面中心点的距离， 取距离中的最大、 最小值， 得到管道断 面的最长半径和最短 半径。 7.一种终端设备， 其特征在于， 包括处理器和存储器； 所述存储器存储有计算机程序/ 指令； 所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序/指令； 所述计算机程序/指令被配置 为实现权利要求1～6之一所述方法的步骤。 8.一种计算机存储介质， 其上存储有计算机程序/指令； 其特征在于， 所述计算机程序/ 指令被处 理器执行时实现权利要求1～6之一所述方法的步骤。 9.一种计算机程序产品， 包括计算机程序/指令； 其特征在于， 该计算机程序/指令被处 理器执行时实现权利要求1～6之一所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115294266 A 3