[發(fā)明專利]一種多平臺點云數(shù)據(jù)融合方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410047608.X
• 申請日: 2014-02-11
• 公開（公告）號: CN103745018B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王國飛;閆繼揚;田春來;江貽芳;李建平;周澤兵;李文棋;陳春明
• 申請（專利權(quán)）人: 星際空間（天津）科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測繪及工程領(lǐng)域，特別涉及針對基于不同采集平臺獲取不同密度的點云數(shù)據(jù)并將上述點云數(shù)據(jù)進行精度糾正融合形成三維空間信息的多平臺點云數(shù)據(jù)融合方法。

背景技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，機載、車載、地面等激光雷達設(shè)備可采集不同范圍、不同精度、不同密度的點云數(shù)據(jù)，可用于生成數(shù)字地面模型，為地形制圖、工程測量、城鄉(xiāng)規(guī)劃等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；此外，點云數(shù)據(jù)經(jīng)濾波分類可實現(xiàn)專項地物提取，如建筑物與植被，由于點云數(shù)據(jù)均含有定位信息，為此可用于數(shù)字城市中三維模型重建方面，可在當前城市規(guī)劃、災(zāi)害預(yù)防機制建立、地理信息系統(tǒng)統(tǒng)籌等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

而上述各平臺采集方式均有一定的適用條件，在生產(chǎn)中經(jīng)常會通過多種平臺采集數(shù)據(jù)，為此通過一定的方法對不同平臺、不同時段采集的數(shù)據(jù)進行融合，獲取多維、多時空的數(shù)據(jù)源，滿足不同勘測、工程的使用，是目前亟待解決的問題。

目前，還沒有一種技術(shù)可以對基于不同的平臺采集的點云數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)融合以彌補各自單一方式的局限性，最終得到360度全方位的激光點云數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)生產(chǎn)提供全方位的基礎(chǔ)資料；融合管理多平臺、多時段采集點云數(shù)據(jù)有助于實現(xiàn)多時空、多平臺數(shù)據(jù)一體化；可以為三維體框模型制作帶來全新的數(shù)據(jù)支持，為建立真實、精細的三維場景奠定基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種多平臺點云數(shù)據(jù)融合方法，本發(fā)明可以通過不同的平臺對點云數(shù)據(jù)進行采集和數(shù)據(jù)融合彌補了各平臺采集點云的方位缺陷，融合獲取360度全方位的激光點云數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)生產(chǎn)提供全面的基礎(chǔ)資料；將多平臺、多時段采集點云數(shù)據(jù)融合管理，實現(xiàn)了多時空、多平臺數(shù)據(jù)一體化；為三維體框模型制作帶來了全新的數(shù)據(jù)支持，促進了逼真、精細建模的效果。

本發(fā)明實施例提供一種多平臺點云數(shù)據(jù)融合方法，包括如下步驟：

數(shù)據(jù)采集：通過架設(shè)在不同平臺上的數(shù)據(jù)采集設(shè)備獲取目標區(qū)域內(nèi)地物、地貌三維數(shù)據(jù)，得到不同精度、不同密度、不同方位的原始數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)預(yù)處理：將采集到的原始數(shù)據(jù)分別進行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的點云數(shù)據(jù)；????

數(shù)據(jù)融合：將預(yù)處理后的點云數(shù)據(jù)進行精度對比，并以精度較高的點云數(shù)據(jù)為依據(jù)，對精度較低的數(shù)據(jù)進行糾正分析，獲取點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模型，并進行糾正融合。

所述多平臺點云數(shù)據(jù)融合步驟還包括：

數(shù)據(jù)組織管理：對融合后的點云數(shù)據(jù)進行關(guān)鍵點提取，并對關(guān)鍵點進行工程化組織管理。?

一種多平臺點云數(shù)據(jù)融合方法，其中所述數(shù)據(jù)采集具體步驟為：

1）采集前的準備：

A）測線規(guī)劃，針對不同平臺的特點進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集路線規(guī)劃或航線設(shè)計；

B）地面GNSS基站的選取和架設(shè)：根據(jù)所需精度與測量區(qū)域內(nèi)GNSS觀測環(huán)境GNSS基站覆蓋半徑可以為5-30公里；

C）設(shè)備檢校：在進行數(shù)據(jù)采集前需要對數(shù)據(jù)采集設(shè)備進行檢校；

2）數(shù)據(jù)采集的過程為：

A）在地面GNSS基站處設(shè)有對衛(wèi)星信號進行接收存儲的GNSS接收機；其中：地面GNSS基站上設(shè)置的接收機需在移動平臺進行數(shù)據(jù)采集前10-50分鐘內(nèi)進行工作，在移動平臺完成數(shù)據(jù)采集后10-50分鐘內(nèi)停止工作；

B）基于不同平臺的數(shù)據(jù)采集設(shè)備按照規(guī)劃路線分別進行數(shù)據(jù)采集；

其中所述移動平臺為：飛行器、車輛、船舶。

一種多平臺點云數(shù)據(jù)融合方法，其中：在同一部數(shù)據(jù)采集移動平臺上安裝1-6臺采集設(shè)備，其采集設(shè)備的采集角度為90-360度之間；當設(shè)有2-6臺采集設(shè)備時，每相鄰兩臺采集設(shè)備的采集角度的交叉點范圍在15-120度之間；根據(jù)數(shù)據(jù)的密度要求進行采集；其中所述采集移動平臺為：飛行器、車輛、船舶。

一種多平臺點云數(shù)據(jù)融合方法，其中所述數(shù)據(jù)預(yù)處理具體步驟為：

1）單數(shù)據(jù)源匹配優(yōu)化：將原始數(shù)據(jù)按照各自的采集方式進行管理和匹配優(yōu)化處理；

2）濾波去噪處理：將優(yōu)化后的數(shù)據(jù)進行濾波去噪處理；

其中：所述數(shù)據(jù)匹配優(yōu)化為：數(shù)據(jù)平差、數(shù)據(jù)接邊處優(yōu)化處理。

一種多平臺點云數(shù)據(jù)融合方法，其中所述數(shù)據(jù)融合具體步驟為：

1）數(shù)據(jù)分析：對不同來源的點云數(shù)據(jù)進行分析，建立數(shù)據(jù)模型；

2）融合：根據(jù)數(shù)據(jù)分析后得到的模型對點云數(shù)據(jù)進行融合；

所述數(shù)據(jù)分析包括精度分析、對比分析；所述模型包括糾正模型、更新模型；

其中

所述精度分析：對不同來源的點云數(shù)據(jù)進行精度分析，并建立精度糾正模型；

所述糾正：根據(jù)精度分析后得到的糾正模型對數(shù)據(jù)精度較低的點云數(shù)據(jù)進行糾正并融合；