[發明專利]車載三維激光點云立面分類及輪廓線提取自動化方法

有效

• 申請號: 201310595873.7
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN104657968A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 龔書林;劉守軍
• 申請（專利權）人: 武漢海達數云技術有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/46;G01B11/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種車載三維激光點云立面分類及輪廓線提取自動化方法，其特征在于：所述車載三維激光測量系統包括慣性導航IMU、GPS、三維激光掃描儀、全景相機、車輪編碼器，采集數據包括POS軌跡線、三維激光點云、全景影像及其位置姿態；在車輛行駛采集數據過程中，三維激光掃描儀用于獲取點云數據，GPS與慣性導航IMU構成的POS系統用于獲取位置姿態信息、全景相機用于采集全景影像，掃描儀和全景相機相對于POS系統的位置和姿態是出廠時檢校好的固定參數。

2.根據權利要求1所述的車載三維激光點云立面分類及輪廓線提取自動化方法，其特征在于：采用技術處理方法按數據源情況分兩種，一種是包含相應POS軌跡數據的車載三維激光規則點云，點云具有行列信息，另一種是沒有相應POS軌跡數據的三維激光點云，點云也沒有行列信息；

其中，包含POS軌跡數據的處理步驟為：

(1)根據掃描圈時間，三維激光掃描儀相對于POS的位置和姿態，以及POS軌跡數據，獲取三維激光掃描儀在每個掃描圈對應的位置和姿態；

(2)根據掃描儀位置、角分辨率計算相鄰點理論垂直情況下的位置關系，用理論垂直情況和實際情況下進行對比分析，如果小于設定容差，則認為是立面點；

(3)按照一定容差，對立面點進行聚類分析，分析出每個建筑物對象的立面點云，得到建筑物立面對象列表，每個立面對象包含外包盒范圍、點數、立面點集合等信息；

(4)對每個立面對象進行長、寬、高、水平投影面積、立面投影面積等信息進行分析，并按照一定容差進行篩選，排除不是建筑物立面的對象；

(5)對每個立面對象的點云，按外包盒的底面長度方向進行排序，構造平面投影線對象，并依次加入立面點(X，Y，MinX)，其中X，Y是點云平面坐標，MinX是外包盒最小Z；

(6)對平面投影線進行篩選，長度小于指定容差進行排除；

(7)對平面投影線，按指定容差進行簡化，得到最終投影線；獲取簡化投影線后，依次再添加頂邊節點，Z值取外包盒最大Z；

針對無POS軌跡數據的處理步驟為：

(1)將點云數據建立空間索引，按平面網格進行劃分，進行分塊存儲；

(2)讀取遍歷所有塊，建立三維kdtree索引；

(3)遍歷塊內部所有點，根據kdtree索引，查找當前點附近若干個點，使用附近查找的若干點進行平面擬合，計算平面法向量，如果平面法向量與水平面夾角小于一定角度，則認為是立面點；

(4)按照一定容差，對立面點進行聚類分析，分析出每個建筑物對象的立面點云，得到建筑物立面對象列表，每個立面對象包含外包盒范圍、點數、立面點集合等信息；

(5)對每個立面對象進行長、寬、高、水平投影面積、立面投影面積等信息進行分析，并按照一定容差進行篩選，排除不是建筑物立面的對象；

(6)對每個立面對象的點云，按外包盒的底面長度方向進行排序，構造平面投影線對象，并依次加入立面點(X，Y，MinX)，其中X，Y是點云平面坐標，MinX是外包盒最小Z；

(7)對平面投影線進行篩選，長度小于指定容差進行排除；

(8)對平面投影線，按指定容差進行簡化，得到最終投影線；獲取簡化投影線后，依次再添加頂邊節點，Z值取外包盒最大Z。