[發(fā)明專利]一種在實(shí)景地圖中基于法向量的被探面過(guò)濾方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310372636.4
• 申請(qǐng)日: 2013-08-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103544728A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊峰;駱朝亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢海達(dá)數(shù)云技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06T15/00
• 分類號(hào): G06T15/00;G09B29/00
• 代理公司: 武漢華旭知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 42214
• 代理人: 江釗芳

1.一種在實(shí)景地圖中基于法向量的被探面過(guò)濾方法，首先基于三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，半自動(dòng)獲取建筑物立面數(shù)據(jù)；即包括獲取建筑物的外輪廓線；選取地平面即XY平面作為投影面，外輪廓線在XY平面上的投影為多線段P1P2……Pn，且節(jié)點(diǎn)P1、P2……Pn在XY平面上的坐標(biāo)分別為（X1,Y1）、（X2,Y2）……（Xn,Yn），選取XY平面上離多線段P1P2……Pn的距離為d的范圍內(nèi)的區(qū)域?yàn)榫彌_區(qū)，其中d為緩沖半徑；將激光點(diǎn)云中的三維激光點(diǎn)的三維坐標(biāo)（X,Y,Z）中的Z忽略，判斷坐標(biāo)（X,Y）是否在緩沖區(qū)中，從而得到在緩沖區(qū)中的所有激光點(diǎn)；采用過(guò)濾算法，將在緩沖區(qū)中的所有激光點(diǎn)進(jìn)行去噪處理后，根據(jù)這些激光點(diǎn)及建筑物外輪廓線，生成建筑物立面；其特征在于：然后按如下步驟操作：

步驟(1)、通過(guò)建筑物立面數(shù)據(jù)的三維空間坐標(biāo)信息，計(jì)算得到與建筑物立面最鄰近的全景站點(diǎn)中心點(diǎn)坐標(biāo)；

步驟(2)、根據(jù)建筑物立面與其最鄰近的全景站點(diǎn)的空間位置關(guān)系，計(jì)算得到建筑物立面的法向量；

步驟(3)、在實(shí)景地圖前端瀏覽時(shí)，根據(jù)當(dāng)前全景站點(diǎn)中心點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算獲取和當(dāng)前全景站點(diǎn)空間位置中最鄰近匹配的所有建筑物立面數(shù)據(jù)；

步驟(4)、在進(jìn)行建筑物探面應(yīng)用時(shí)，根據(jù)建筑物立面的法向量信息，取建筑物立面上的任意一點(diǎn)坐標(biāo)(x,y,z)，計(jì)算該點(diǎn)到全景站點(diǎn)中心點(diǎn)的向量方向；計(jì)算此向量方向與當(dāng)前建筑物立面的法向量之間的夾角，當(dāng)夾角值小于90度時(shí)則該立面為有效探面；當(dāng)夾角值大于90度時(shí)則該立面被過(guò)濾掉；確保過(guò)濾掉建筑物背面的立面，得到正確的立面信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在實(shí)景地圖中基于法向量的被探面過(guò)濾方法，其特征在于：步驟(1)中所述的計(jì)算得到與建筑物立面最鄰近的全景站點(diǎn)中心坐標(biāo)，由于建筑物立面有且僅有四個(gè)頂點(diǎn)，分別為左下角坐標(biāo)（X1,Y1,Z1）、右下角坐標(biāo)（X2,Y2,Z2）、右上角坐標(biāo)（X3,Y3,Z3）和左上角坐標(biāo)（X4,Y4,Z4），四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)在XY地平面的投影面是共面的；通過(guò)所述的四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算得到建筑物立面立面的中心點(diǎn)二維坐標(biāo)（X0,Y0）；選取建筑物立面中心點(diǎn)（X0,Y0）作為圓心，以10～100米為半徑繪制二維圓形緩沖區(qū)；判斷全景站點(diǎn)的中心坐標(biāo)是否在緩沖區(qū)內(nèi)，從而得到在緩沖區(qū)內(nèi)的所有全景站點(diǎn)中心坐標(biāo)集合；根據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)的全景站點(diǎn)中心坐標(biāo)與建筑物立面中心點(diǎn)的最小距離值，得到與建筑物立面最鄰近的全景站點(diǎn)中心坐標(biāo)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在實(shí)景地圖中基于法向量的被探面過(guò)濾方法，其特征在于：步驟(2)中所述計(jì)算得到建筑物立面的法向量，是按常規(guī)先定義建筑物立面的法向量n=（x，y，z）；在建筑物立面內(nèi)找到兩個(gè)不共線的向量，記為a=（a1，a2，a3），b=（b1，b2，b3）；根據(jù)法向量的定義建立方程組：

n·a=0；n·b=0；……………………………………………①

定義建筑物立面的最鄰近全景站點(diǎn)與建筑物立面中心點(diǎn)的向量為c=（c1，c2，c3），定義法向量與向量c的夾角θ，根據(jù)向量的點(diǎn)乘公式

n·c=|n|*|c|*cosθ，………………………………………………②

其中cosθ>0即法向量為指向全景站點(diǎn)的正方向；結(jié)合①、②計(jì)算得到立面的法向量n。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在實(shí)景地圖中基于法向量的被探面過(guò)濾方法，其特征在于：步驟(3)中所述在實(shí)景地圖前端瀏覽時(shí)，選取當(dāng)前與建筑物立面最鄰近的全景站點(diǎn)的中心點(diǎn)(u，v)作為圓心，同樣以10～100米為半徑繪制二維圓形緩沖區(qū)；判斷建筑物立面的中心點(diǎn)坐標(biāo)是否在緩沖區(qū)內(nèi)，從而得到在緩沖區(qū)內(nèi)的所有建筑物立面集合。