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龙图腾网恭喜中铁四局集团有限公司;安徽中铁工程技术有限公司申请的专利基于三维点云处理的桥梁结构建模方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119206102B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411745155.8，技术领域涉及：G06T17/00；该发明授权基于三维点云处理的桥梁结构建模方法是由徐钦国;张峰;沈志强;杨琪;另本春;刘叶伟;彭涛;程杰胜;曾庆春;梁佐振;朱阿人;吴敬奎;张驰设计研发完成，并于2024-12-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于三维点云处理的桥梁结构建模方法在说明书摘要公布了：本发明公开了基于三维点云处理的桥梁结构建模方法，属于点云建模技术领域。本发明先获取桥梁完整表面图像，通过分割网络分割出桥梁部分制作掩膜，利用运动恢复结构方法和多视角立体视觉方法重建桥梁高精度点云，再根据点云建立BIM模型；解决了地面三维激光扫描仪遮挡问题导致桥梁点云数据缺失的问题，解决了机载激光雷达获取桥梁点云数据精度差，无法采集桥底的问题；通过网络分割方法使用桥梁掩膜建立点云模型，不必后期依赖人工裁剪环境点云，通过生成高精度点云模型导入建模软件进行精细化建模；此外本发明还可迁移至其他建构筑物的点云建模中。

本发明授权基于三维点云处理的桥梁结构建模方法在权利要求书中公布了：1.基于三维点云处理的桥梁结构建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：桥梁图像数据采集使用无人机搭载相机对桥梁各部分结构进行图像采集，获取多视角的桥梁图像，制作桥梁分割数据集；步骤S2：分割模型训练及掩膜制作利用桥梁分割数据集对分割网络进行训练得到分割模型，利用分割模型从采集的桥梁图像中分割出桥梁部分，去除背景，对分割出的桥梁部分制作掩膜检测图像；步骤S3：特征点提取及匹配获取桥梁部分的掩膜检测图像中的图像特征点并匹配特征点，将图像准确对齐，恢复每张图像在三维空间中的相对位置和姿态，为通过特征点三维坐标进行稀疏点云重建做准备；步骤S4：桥梁稀疏点云重建先选择初始图像初始化模型，然后利用PnP算法以逐张图像计算的方式计算相机位姿，将图像的二维特征点匹配到三维坐标中，进而完成桥梁整体稀疏点云的重建工作，得到桥梁整体稀疏点云；在所述步骤S4中，具体处理过程如下：步骤S41：采用增量式重建方法进行桥梁整体稀疏点云重建工作，先选择初始图像初始化模型，然后利用PnP算法以逐张图像计算的方式计算相机位姿，将图像的二维特征点匹配到三维坐标中；步骤S42：采用三角测量方法扩展点集，使用光束法平差对相机位姿和稀疏点位置进行优化，完成相机位姿的解算和稀疏点云的重建；在所述步骤S41中，PnP算法根据已知的二维图像点和三维世界点对，估计出相机外参，即旋转矩阵R和平移向量T，也即相机的位姿；在所述步骤S42中，三角测量方法基于已知的相机内参和由PnP算法计算出的相机外参以及图像中的对应点，进而通过三角测量的几何关系计算出三维世界点的位置；在所述步骤S42中，使用光束法平差对相机位姿和稀疏点位置进行优化的具体过程如下：S421：初始估计通过特征点匹配和三角测量得到初步的相机位姿和三维点坐标；S422：建立误差函数通过最小化重投影误差来优化位姿和三维点坐标，重投影误差是指三维点在图像平面上的投影位置与实际观测位置之间的差异，其中三维点即三维世界点，也即稀疏点；三维点和相机的位姿，通过相机投影模型，将投影到的图像平面上，得到投影点： ；光束平差的目标是最小化所有观测点的重投影误差之和，即： ；其中，是实际的观测值，是三维点通过相机模型投影得到的预测值；S423：迭代计算每次迭代后均会重新计算重投影误差并调整参数，逐渐减少误差直至收敛到一个最优值，通过多次迭代，光束平差能够逐步逼近真实的相机位姿和三维点坐标，实现对相机位姿和稀疏点位置的优化工作；其中，参数包括：相机外参，即每个相机的旋转矩阵R和平移向量T；三维点的坐标，即每个三维点在点云模型中的精确位置；步骤S5：桥梁高精度点云重建基于桥梁整体稀疏点云进行密集点云重建，填充稀疏点云之间的空白，得到完整的桥梁高精度点云；步骤S6：桥梁结构模型建模根据建立的桥梁高精度点云进行桥梁结构模型制作。

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