[發明專利]基于點云的提取建筑特征線方法和系統

有效

• 申請號: 201610565366.2
• 申請日: 2016-07-18
• 公開（公告）號: CN107633523B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 陳成華
• 申請（專利權）人: 巧奪天宮（深圳）科技有限公司
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 李艷麗

本發明提供了一種基于點云的提取建筑特征線方法和系統，其中所述方法包括：從海量點云平面數據中取出多個平面；在所述多個平面中取出兩個平面，判斷兩個平面是否相交；若所述兩個平面相交，則計算并提取所述兩個平面的交線；判斷所述多個平面中是否還有其他兩個相交的平面，若是，則返回計算并提取所述兩個平面的交線的步驟，若否，則結束流程。本發明提供的基于點云的提取建筑特征線方法，將共享近鄰聚類算法用于地面三維激光掃描建筑物點云平面分割，聚類過程中無需輸入聚類的個數，同時利用平面相交的方法提取建筑物棱線特征，平面相交判別方法相對簡單，棱線點坐標計算準確。

技術領域

本發明屬于提取裝修特征線技術領域，尤其涉及基于點云的提取建筑特征線方法和系統。

背景技術

現有的點云特征線提取方法主要有以下幾類：

Gum hold等首先通過構造黎曼樹表示點云之間的空間位置關系，利用局部鄰域坐標向量的協方差矩陣的特征值作為度量一點屬于特征點的依據，并將得到的權重作為構造最小生成樹的依據；然后通過優化特征點集的最小生成樹連接特征點，生成特征折線。Demarsi等基于法向聚類的方法提出了一種三維點云數據封閉特征線提取方法。首先根據計算的法向將點云數據分割；然后，對分割得到的沒一個區域的點云進行邊界探測，將邊界點連接起來生成特征線。王麗輝等提出了一種基于密度和曲率的特征點檢測算法，該算法為每個數據點定義一個特征參數，這個參數由三個部分組成，分別為點到鄰近點的平均距離；點的法向與鄰居點法向的夾角和數據點曲率。為了讓每個數據點特征參數更加的準確，在計算特征參數閾值的過程中將點云密度添加進去，減少了模型變化對閾值的影響。龐旭芳等使用數據點的曲率來標識特征點，然后從中選擇合適的平滑點來生成特征折線，最后濾除特征折線上的噪聲點，得到光滑的特征線。鄒冬等提出了一種基于移動最小二乘法的點云模型尖銳特征提取算法，該算法首先根據數據點的投影殘差來判別特征點，然后采用一種改進的主元分析法光順潛在的特征點，再利用改進的折線生長算法生成特征折線，最后計算模型的角點，優化提取的特征線。

現有的點云特征線的提取主要是依靠數據點的法矢、曲率、投影殘差等識別出點云中潛在的特征點，然后根據一定的準則生成折線，完成模型的特征線提取。對特征線進行插值，填補點云中棱線上的特征點，這個過程中需要計算每個數據點的特征信息，計算數據量大，并且對得到的特征點需要排序，確認連接關系，計算復雜，不適用于城市點云建筑物點云特征線的提取。

發明內容

針對現有技術不適用于城市點云建筑物點云特征線的提取，本發明實施例提供一種基于點云的提取建筑特征線方法和系統。

本發明提供一種基于點云的提取建筑特征線方法，包括：

從海量點云平面數據中取出多個平面；

在所述多個平面中取出兩個平面，判斷兩個平面是否相交；

若所述兩個平面相交，則計算并提取所述兩個平面的交線；

判斷所述多個平面中是否還有其他兩個相交的平面，若是，則返回計算并提取所述兩個平面的交線的步驟，若否，則結束流程。

優選的，所述判斷兩個平面是否相交具體包括：

計算所述兩個平面的夾角，根據所述夾角判斷所述兩個平面是否平行；

若不平行，則判斷所述兩個平面在棱線附近是否都存在掃描點；

若所述兩個平面的棱線附近都存在掃描點，則說明所述兩個平面相交。

優選的，根據所述夾角判斷所述兩個平面是否平行，包括：

計算數據點云的法向量，搜索點的k個鄰近點，根據k個點的坐標擬合平面，平面擬合方程為

AX+BY+CZ-1＝0 (1-1)