余兆凯，彭晓峰，邱昌杰

(中国电建集团贵州电力设计研究院有限公司,贵阳 550003)

0 引言

随着地下空间信息化程度的提高，传统二维图像和视频信息的表达方式已经无法满足地下井室及管道的可视化要求。传统的地下井室测量多使用人工测绘、2D成像和24目井下机器人测量等方案[1-3]。但人工测绘存在危险性高、人力成本高、准确度难以保证等缺点；而普通2D图像由于丢失了深度信息，故无法精确测量三维尺度信息，且由于拍摄区域有限导致无法获取井下全貌；24目井下机器人结构复杂、体积庞大、适用性较差，而且设备使用前需要在特定的标定室进行标定，标定繁琐且成本较高[4-6]。总体而言，现有的地下井室测量手段存在三维信息缺失、效率低下以及成本较高等缺点。RGB-D深度相机可在任意光照条件下获取被测目标的深度图像数据，且可较好地应用于地下空间环境，对于地下空间的三维重建具有重要意义[7-10]。针对上述应用中存在的问题及行业需求，本文基于RGB-D深度相机对地下井室进行视觉三维重建，以实现其内部环境状况的三维可视化，并在三维实测点云模型的基础上，对地下空间的缺陷状况进行定量分析，为地下空间的病害探测与维护提供了技术支持。

深度相机种类繁多，其中Microsoft公司推出的Kinect深度相机具有代表性。基于深度相机的三维可视化研究众多，也出现了一些具有代表性的工作。P.Henry等通过在室内移动Kinect传感器设备采集得到数据，结合深度和彩色信息进行三维重建，并在后端中加入闭环检测进行优化，但重建结果质量不佳，且实时性较差，精度有待提高[11]。……