[發明專利]一種空間目標三維點云光順去噪方法

有效

• 申請號: 201610270283.0
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN105844600B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 張浩鵬;姜志國;魏全茂;趙丹培;謝鳳英;羅曉燕;史振威;尹繼豪
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11465
• 代理人: 陳芳

技術領域

本發明屬于數字幾何處理領域，尤其涉及一種空間目標三維點云光順去噪方法。

背景技術

對目標進行圖像三維重建，可以獲取目標的空間三維點云模型，然而由于圖像噪聲、圖像畸變及圖像重建過程中的誤差等多方面因素的影響，重建點云模型中的空間點在位置和方向上將存在不同程度的偏差，甚至出現異常點(位置或方向嚴重偏離理想值)。這些誤差及異常點的存在將直接影響到重建點云模型的觀看效果，影響模型對目標整體空間結構的表達。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明期望提供一種針對空間目標三維點云的光順去噪方法，以濾除點云中的噪聲和異常點，改善空間目標三維點云模型。

(二)技術方案

本發明提供了一種空間目標三維點云光順去噪方法，應用于具有平面、柱狀體等典型結構的空間目標三維點云模型，所述方法包括以下步驟：

步驟一、確定典型幾何結構的空間位置；

步驟二、判斷點云是否屬于步驟一所確定的典型幾何結構；

步驟三、調整典型幾何結構上點的位置和方向并剔除誤差大的點。

(三)有益效果

本發明所提供的空間目標點云光順去噪方法，利用空間目標存在大量規則幾何結構的結構先驗，對點云的位置和方向施加約束，從而濾除點云中的噪聲和異常點，改善空間目標三維點云模型，增強點云模型的可觀看效果和對目標整體空間結構的表達。該方法可用于空間目標重建點云，同時也能推廣應用于具有平面、柱狀結構等典型幾何結構的其他目標重建點云，具有廣闊的應用。

附圖說明

圖1為本發明實施例的光順去噪方法的流程圖；

圖2為本發明實施例的平面結構光順去噪方法的算法偽代碼圖；

圖3為本發明實施例的柱狀結構光順去噪方法的算法偽代碼圖；

圖4為本發明實施例的光順去噪效果對比圖一；

圖5為本發明實施例的光順去噪效果對比圖二。

具體實施方式

為了更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖及具體實施方式詳細介紹本發明。

在以下的描述中，將描述本發明的多個不同的方面，然而，對于本領域內的普通技術人員而言，可以僅僅利用本發明的一些或者全部結構或者流程來實施本發明。為了解釋的明確性而言，闡述了特定的數目、配置和順序，但是很明顯，在沒有這些特定細節的情況下也可以實施本發明。在其他情況下，為了不混淆本發明，對于一些眾所周知的特征將不再進行詳細闡述。

實施例

空間目標，如衛星，存在大量規則幾何結構，如面狀的太陽帆板、圓形的天線和方形、球形或柱狀的衛星主體。這些結構先驗可作為對空間目標重建點云的空間約束，是對點云模型進行光順去噪有效、可靠的依據。

針對空間目標三維點云中的誤差和異常點，本發明實施例提供了一種光順去噪方法通過調整和剔除等手段抑制點云中的誤差同時移除誤差較大的異常點，以濾除點云中的噪聲和異常點，改善空間目標三維點云模型，讓處理后的點云模型更清晰地體現目標整體空間結構，所述方法包括以下步驟：

步驟一、確定典型幾何結構的空間位置；

步驟二、判斷點云是否屬于步驟一所確定的典型幾何結構；

步驟三、調整典型幾何結構上點的位置和方向并剔除誤差大的點。

本發明的具體實現流程如圖1所示，具體實現算法如圖2、圖3所示，各部分具體實施細節如下：

1.確定典型幾何結構的空間位置

本實施例所述的重建點云為通過圖像恢復得到的目標外觀表面的點數據集合。在本實施例中，點云中的點應至少具備三維空間位置和法向信息。

(1)對于點云中的平面結構，利用三維空間的Hough變換進行檢測，分兩步驟實現：

a)遍歷點云中的所有N個點P_i＝(x_i,y_i,z_i,n_ix,n_iy,n_iz)，在參數空間abcd作對應的3N個超平面：