[發明專利]一種顧及鄰近波形信息的機載激光波形數據分解算法

有效

• 申請號: 201210162472.8
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102722640A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 明洋;陳楚江;王麗園;余紹淮;張霄;李海亮;余飛
• 申請（專利權）人: 中交第二公路勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

1.一種顧及鄰近波形信息的機載激光波形數據分解方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、波形數據的預處理：利用一維高斯模板對原始波形數據進行平滑處理；利用一階微分算子計算經過平滑處理后的波形數據的一階導數；計算每一個波形數據對應的近似物方平面坐標，并根據近似物方平面坐標建立k-d樹索引；

步驟2、波形數據的脈沖波峰探測：通過計算步驟1中得到的一階導數零交叉點，確定波形的脈沖波峰中心的初始位置，采用高、低雙閾值對波峰強度進行分析，確定出顯著脈沖波峰和候選脈沖波峰，并剔除偽脈沖波峰；

步驟3、基于廣義高斯模型的顯著脈沖波峰提?。簩Ξ斍八_定的顯著脈沖波峰，采用廣義高斯模型和非線性最小二乘Levenburg-Marquardt算法進行波形數據的擬合，提取顯著脈沖波峰的參數，并統計波形數據擬合的單位權中誤差；

步驟4、顧及鄰近波形的候選脈沖波峰提取：以含有候選脈沖波峰的波形為中心，通過k-d樹索引搜索設定半徑范圍內的鄰近波形，并計算鄰近波形的顯著脈沖波峰提供的高程值與設置為中心的波形的候選脈沖波峰的高程值的高程差，若高程差小于給定閾值，則認為該候選脈沖波峰與鄰域環境相容，將該候選脈沖波峰重新認定為顯著脈沖波峰，采用廣義高斯模型和非線性最小二乘Levenburg-Marquardt算法進行重新認定的顯著脈沖波峰的參數的提取，并將重新認定為顯著脈沖波峰的對應的波形加入到已更新波形列表中；

步驟5、基于區域生長策略的待分析波形列表生成：以已更新波形列表中的波形為中心，通過k-d樹搜索設定半徑范圍內的鄰近波形，如果鄰近波形中含有候選脈沖波峰，將該鄰近波形加入到待分析波形列表中，當待分析波形列表不為空時，返回步驟4；當待分析波形列表為空時，則進入步驟6；

步驟6、波形分解結果輸出：利用所獲取的顯著脈沖波峰的參數，計算其對應激光點的三維空間坐標，輸出點云。

2.根據權利要求1所述的一種顧及鄰近波形信息的機載激光波形數據分解方法，其特征在于，所述的步驟1中一維高斯模板，其連續情況下的數字形式如下：

f(x)=1σ2πexp(-x22σ2)]]>

其中，σ為高斯模板的標準偏，π為圓周率。

3.根據權利要求2所述的一種顧及鄰近波形信息的機載激光波形數據分解方法，其特征在于，所述的σ是基于以下公式：

σ=122ln2FWHM]]>

其中，FWHM為激光器波形的半寬參數。