[發明專利]基于不規則三角網的LiDAR點云數據水上橋梁提取方法

有效

• 申請號: 201310731755.4
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103810489A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 苗啟廣;宋建鋒;宣賀君;張萌;權義寧;陳為勝;許鵬飛;劉如意
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

1.一種基于不規則三角網的LiDAR點云數據水上橋梁提取方法，其特征在于，具體包括如下步驟：?

步驟1，讀取目標區域的原始LiDAR點云數據；?

步驟2，剔除粗差噪聲；?

步驟3，對步驟2得到的剔除粗差后的LiDAR點云數據進行Delaunay三角剖分：將離散分布的點云數據生成xoy平面上的不規則三角網；?

步驟4，計算步驟3得到的三角形網中所有三角形的狹長度，并提取邊緣點。?

步驟5，計算邊緣點高程閾值，以高程閾值為分界點分離橋梁邊緣點和河流邊緣點，得到河流邊緣點和橋梁邊緣點高程變化曲線；?

步驟6，對步驟5中得到的河流邊緣點進一步分離，擬合河岸邊緣曲線；?

步驟7，對橋梁邊緣點進一步分離，擬合橋梁邊緣曲線；?

步驟8，求解橋梁角點，具體步驟如下：?

對步驟6、步驟7得到的兩測河岸邊緣的擬合曲線方程以及每個橋梁的每一側邊緣點的擬合曲線方程聯立求解，得到所有橋梁的角點；?

聯立方程如下：?

其中，RL_i(x,y)＝0,i＝1,2，指步驟6中擬合的兩側河岸的邊緣點的擬合曲線，其中，i表示河流的兩岸；BL_j(x,y)＝0,j＝1,2··m分別表示步驟7中擬合的不同橋梁的各邊緣點的擬合曲線，其中，j表示不同的橋梁邊緣，m表示提取的橋梁邊緣的個數最大值。?

步驟9，對步驟8得到的所有橋梁角點進行標記，提取出水上橋梁。?

2.如權利要求1所述的基于不規則三角網的LiDAR點云數據水上橋梁提取方法，其特征在于，所述步驟2的粗差噪聲點利用式1計算得到：?

n＝∑(|P_i-P_j|＜σ)???(1)?

其中，P_i表示原始LiDAR點云數據中點i的XY坐標，n表示原始LiDAR點云數據中與坐標P_i的距離小于σ的點的個數，n取0-10，σ取10-20m。?

3.如權利要求1所述的基于不規則三角網的LiDAR點云數據水上橋梁提取方法，其特征在于，所述步驟4的具體步驟如下：?

401：計算步驟3得到的不規則三角網中所有三角形的狹長度L_i：?

L_i＝|A_iG_i|²+|B_iG_i|²+|C_iG_i|²

其中，L_i表示三角網中第i個三角形的狹長度；A_i，B_i，C_i分別為第i個三角形的三個頂點，G_i為第i個三角形的重心。?

402：比較各三角形的狹長度L_i和狹長度閾值Thresd，如果狹長度L_i大于狹長度閾值Thresd，則該三角形為狹長三角形，將該三角形的各頂點作為邊緣點提取出來。?

4.如權利要求1所述的基于不規則三角網的LiDAR點云數據水上橋梁提取方法，其特征在于，所述步驟5的具體步驟如下：?

501：讀取步驟4提取的所有邊緣點，將所有邊緣點的按高程排序，得到河流邊緣點和橋梁邊緣點高程變化曲線；將該曲線上第一個高程值突變點作為河流邊緣點的高程變化邊界點，將第二個高程值突變點作為橋梁邊緣點的高程變化邊界點；?

502：利用下式計算高程閾值Z，并將步驟4得到的邊緣點中，所有高程大于高程閾值的邊緣點標記為橋梁邊緣點，否則將其標記為河流邊緣點；?

其中，Z表示高程閾值，單位：m；H(A)表示A點處的高程，單位：m；H(B)表示B點處的高程，單位：m；A點表示河流邊緣點的高程變化的邊界點，B點表示橋梁邊緣點的高程變化的邊界點。?