[發(fā)明專利]基于曲率從Lidar點(diǎn)云數(shù)據(jù)提取建筑物輪廓線的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611248387.8
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN106600617A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田慶;丁翔;胡磊;姚勇;李月華
• 申請（專利權(quán)）人: 中科宇圖科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/13
• 分類號(hào): G06T7/13;G06T17/30
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所11337
• 代理人: 梁艷

1.一種基于曲率從Lidar點(diǎn)云數(shù)據(jù)提取建筑物輪廓線的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，對散亂分布的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理，得到規(guī)則的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

S2，對所述規(guī)則的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過設(shè)定容差e和閾值t，采用動(dòng)態(tài)層法和局部重劃法相結(jié)合的點(diǎn)云數(shù)據(jù)劃分方法，對點(diǎn)云特征突變區(qū)部分網(wǎng)格進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，得到動(dòng)態(tài)網(wǎng)格；

S3，將點(diǎn)云數(shù)據(jù)經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)換后，在每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)進(jìn)行局部曲面擬合，求解點(diǎn)云法矢和曲率；

S4，以所述動(dòng)態(tài)網(wǎng)格為基礎(chǔ)，利用S3得到的法矢和曲率，根據(jù)曲率、法矢與曲面的關(guān)系，采用K-means方法，對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域分割，得到分割的點(diǎn)云數(shù)據(jù)塊；

S5，采用八叉樹的方法對所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)塊的邊界點(diǎn)進(jìn)行提取，利用DirectX繪制線性結(jié)構(gòu)的函數(shù)，繪制邊界線，完成點(diǎn)云數(shù)據(jù)的輪廓線提取。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于曲率從Lidar點(diǎn)云數(shù)據(jù)提取建筑物輪廓線的方法，其特征在于，S2包括如下步驟：

S21，定義點(diǎn)(Xmax+e，Ymax+e，Zmax+e)和點(diǎn)(Xmin-e，Ymin-e，Zmin-e)為對角點(diǎn),表面平行于坐標(biāo)平面的空間六面體為點(diǎn)云空間包圍盒，其中，Xmax，Ymax,Zmax,Xmin,Ymin,Zmin分別為點(diǎn)云數(shù)據(jù)中最大點(diǎn)與最小點(diǎn)的x、y、z坐標(biāo)值，e為容差值；

S22，沿坐標(biāo)軸X,Y,Z方向，按等間隔t，將所述點(diǎn)云空間包圍盒劃分成多個(gè)空間六面體網(wǎng)格則在所述點(diǎn)云空間包圍盒內(nèi)，沿X,Y,Z方向，以t為步長分段，得到在三個(gè)方向上劃分的段數(shù)m,n,l，用如下公式表示為：

$\left\{\begin{array}{c}m=INT\left(\frac{(X\max +e)-(X\min -e)}{t}\right)+1\\ n=INT\left(\frac{(Y\max +e)-(Y\min -e)}{t}\right)+1\\ l=INT\left(\frac{(Z\max +e)-(Z\min -e)}{t}\right)+1\end{array}\right.,$

則，根據(jù)上式，可知

對于空間內(nèi)任意一個(gè)點(diǎn)P，都會(huì)屬于某一個(gè)位置的基本正方體(i,j,k)內(nèi)，坐標(biāo)(x_p,y_p,z_p)滿足：

$\left\{\begin{array}{c}xp\∈(\left(X\min -e+i\×t\right),\left(X\min -e+\left(i+1\right)\×t\right))\\ yp\∈(\left(Y\min -e+j\×t\right),\left(Y\min -e+\left(j+1\right)\×t\right))\\ zp\∈(\left(Z\min -e+k\×t\right),\left(Z\min -e+\left(k+1\right)\×t\right))\end{array}\right.;$

S23，統(tǒng)計(jì)所述空間六面體網(wǎng)格內(nèi)點(diǎn)云的個(gè)數(shù)并計(jì)算點(diǎn)云密度，并判斷所述空間六面體網(wǎng)格是否為空，如果是，則刪除。

S24，計(jì)算每一個(gè)網(wǎng)格的中心點(diǎn)O_i，并在網(wǎng)格的數(shù)據(jù)集中找到距離中心點(diǎn)O_i最近的點(diǎn)P_i；

S25，以所述P_i為基礎(chǔ)，對網(wǎng)格內(nèi)的數(shù)據(jù)分別在XYZ方向進(jìn)行排序，根據(jù)數(shù)據(jù)的分布狀況判斷是否需要對網(wǎng)格進(jìn)行調(diào)整，如果需要，則進(jìn)行調(diào)整，否則，無需處理。