[發明專利]一種激光點云邊緣精細化的方法

在審

• 申請號: 201410262324.2
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104063860A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 胡春梅;王晏民;曾飛翔;李天爍
• 申請（專利權）人: 北京建筑大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G01S17/89;G01C11/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本發明方法屬于三維激光掃描技術與攝影測量的結合，尤其涉及一種激光點云邊緣精細化的方法。

背景技術

地面激光雷達技術是近些年來新興的一項技術，它以快速、精確、非直接接觸式地獲取被掃描對象的三維信息而被廣泛地應用于各個領域。通過激光雷達獲取的點云數據在一定情況下可以很好地完成三維重建，然而，由于受到地面激光雷達儀器和掃描條件等的限制，在某些情況下重建的結構不夠理想。然而隨著攝影測量技術的快速發展和理論的不斷拓新，通過攝影測量得到的影像及其相關理論的應用，針對被測物進行模型重建，可以在一定程度彌補地面激光雷達掃描數據的缺失、邊緣信息不精確等不足。一方面利用地面激光雷達可以得到高精度、高密度的點云數據，另一方面通過同步拍攝的影像，將其映射至點云或三維模型上，即可得到掃描對象的高保真度的三維模型。在實際掃描過程中，由于掃描點的間距與掃描角度的影響，使得局部區域的點云數據缺失或稀疏，得不到精確的對象幾何邊緣與紋理邊緣，不能對其進行精細建模。

發明內容

本發明的目的在于對邊緣缺失或稀疏的激光點云數據進行補充，以得到邊緣精細化的點云數據。

為了達到上述目的，本發明提出了一種激光點云邊緣精細化的方法，包括以下步驟：

步驟一、數據采集：

采用地面激光雷達獲取被測對象的激光點云，利用攝像設備獲取被測對象的多個光學影像，相鄰兩個光學影像之間存在重疊區域；

步驟二、生成影像點云：

利用多個光學影像生成影像點云，其中，所述影像點云至少由用于表示邊緣特征的邊緣點云構成；

步驟三、邊緣精細化：

根據激光點云數據組織形式，以某一擬合平面為基準，生成強度圖像，并記錄激光點云中每個激光掃描點和強度圖像中的每個像點的對應關系；將所述強度圖像和所多個光學影像其中一個進行匹配，得到至少三個匹配點對；根據所述強度圖像中的像點從激光點云中找到對應的激光掃描點，根據所述與強度圖像匹配的一個光學影像的像點從所述影像點云中找到對應的點，則確定出至少三個由激光掃描點和影像點云中的點所構成的同名點對；利用所有同名點對計算坐標轉換參數，并將所述影像點云轉換到激光點云中，從而生成邊緣精細化的激光點云。

所述坐標轉換參數包括縮放系數、旋轉矩陣和平移向量，其中，

縮放系數的公式如下：

λ=Σ(X‾tp2+Y‾tp2+Z‾tp2)Σ(X‾2+Y‾2+Z‾2)]]>

其中，為激光掃描點重心化坐標；為影像點云中對應的點重心化后坐標，λ為待求的縮放系數；

旋轉矩陣R的計算公式為：