[發(fā)明專利]一種公路公路地面線數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710291095.0
• 申請(qǐng)日: 2017-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN107167815A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙延平;宋連凱;王超;樸東國(guó);魏立龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華測(cè)導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/89
• 分類號(hào): G01S17/89
• 代理公司: 上海宣宜專利代理事務(wù)所(普通合伙)31288
• 代理人: 劉君

1.一種公路地面線數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成系統(tǒng)，其特征在于，包括：

激光雷達(dá)，所述激光雷達(dá)用于獲得地面線的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于對(duì)上述獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處，以及根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的地面類點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模和高程內(nèi)插獲得地面線；

檢查和編輯系統(tǒng)，所述檢查和編輯系統(tǒng)用于將所述獲得的地面線在可視化圖形環(huán)境中進(jìn)行繪制，通過(guò)疊加LiDAR點(diǎn)云和DOM數(shù)據(jù)，對(duì)生成的地面線進(jìn)行可視化檢查和編輯，最終生成地面線數(shù)據(jù)，所述檢查和編輯系統(tǒng)連接有數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和用戶層。

2.如權(quán)利要求1所述的一種公路地面線數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成系統(tǒng)，其特征在于，所述激光雷達(dá)用于獲得地面線的點(diǎn)云數(shù)據(jù)包括：

確定路線方案，所述確定路線方案通過(guò)若干個(gè)中樁坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行表達(dá)；

根據(jù)上述的中樁坐標(biāo)生成各個(gè)線路的中線，沿著路線的前進(jìn)方向按相應(yīng)間隔生成垂直于路線的矩形格網(wǎng)。

3.如權(quán)利要求2所述的一種公路地面線數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于對(duì)上述獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處，以及根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的地面類點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模和高程內(nèi)插獲得地面線包括：

根據(jù)提供的中樁坐標(biāo)生成地面線的剖線，設(shè)置閾值T1，提取到橫斷面剖線平面距離小于T1的分類后激光點(diǎn)，并作為生成地面線的備選點(diǎn)。

4.如權(quán)利要求3所述的一種公路地面線數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的地面類點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模和高程內(nèi)插獲得地面線包括：

將提取出到橫斷面剖線平面距離小于T1范圍內(nèi)的激光點(diǎn)在平面上向地面線剖面線作垂線，根據(jù)垂線距離的大小設(shè)定閾值T2(T2<T1)，將到剖面線距離在T2范圍內(nèi)的點(diǎn)，以垂足點(diǎn)的平面位置和激光點(diǎn)的高程作為地面線上的點(diǎn)，并生成初始地面線；

對(duì)初始地面線上的點(diǎn)按找地面線方向排序并進(jìn)行掃描，若是發(fā)現(xiàn)空洞較大區(qū)域，由到剖面線距離在[T2,T1]內(nèi)的地面點(diǎn)投影到地面線剖面線上進(jìn)行填充，其高程則由周圍提取出的地面點(diǎn)建模內(nèi)插，常用的三維數(shù)字地面模型有不規(guī)則三角網(wǎng)模型和格網(wǎng)模型，采用三角網(wǎng)模型分別對(duì)各個(gè)地面線附近的地面點(diǎn)進(jìn)行地形建模，根據(jù)三角網(wǎng)插值法進(jìn)行點(diǎn)高程的內(nèi)插，最后輸出設(shè)計(jì)地面線。

5.如權(quán)利要求4所述的一種公路地面線數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)層包括機(jī)載LiDAR系統(tǒng)采集獲取的LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)和DOM數(shù)據(jù)，以及設(shè)計(jì)所需要的中樁信息數(shù)據(jù)；所述服務(wù)層在可視化的圖形平臺(tái)上，為用戶提供點(diǎn)云分類處理、點(diǎn)云提取處理、地面線生成和簡(jiǎn)化服務(wù)；用戶層是通過(guò)數(shù)據(jù)交互和參數(shù)設(shè)置調(diào)用服務(wù)層的各項(xiàng)功能和服務(wù)來(lái)處理數(shù)據(jù)層中的數(shù)據(jù)，并在視圖窗口中直觀顯示。

6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種公路地面線數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成系統(tǒng)，其特征在于，所述檢查和編輯系統(tǒng)還將地面線數(shù)據(jù)與LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)和DOM數(shù)據(jù)直接進(jìn)行疊加顯示，進(jìn)而通過(guò)點(diǎn)云和DOM影像對(duì)生成的地面線數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的檢查和編輯工作，進(jìn)而生成更準(zhǔn)確更符合真實(shí)地表的地面線數(shù)據(jù)。

7.一種公路地面線數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成方法，其特征在于，包括以下步驟:

基于激光雷達(dá)獲得地面線的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

對(duì)上述獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；

根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的地面類點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模和高程內(nèi)插獲得地面線；

將所述獲得的地面線在可視化圖形環(huán)境中進(jìn)行繪制，通過(guò)疊加LiDAR點(diǎn)云和DOM數(shù)據(jù)，對(duì)生成的地面線進(jìn)行可視化檢查和編輯，最終生成地面線數(shù)據(jù)。

8.如權(quán)利要求7所述的一種公路地面線數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成方法，其特征在于，所述基于激光雷達(dá)獲得地面線的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的步驟包括：

確定路線方案，所述確定路線方案通過(guò)若干個(gè)中樁坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行表達(dá)；

根據(jù)上述的中樁坐標(biāo)生成各個(gè)線路的中線，沿著路線的前進(jìn)方向按相應(yīng)間隔生成垂直于路線的矩形格網(wǎng)。

9.如權(quán)利要求8所述的一種公路地面線數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成方法，其特征在于，所述對(duì)上述獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的步驟包括：

根據(jù)提供的中樁坐標(biāo)生成地面線的剖線，設(shè)置閾值T1，提取到橫斷面剖線平面距離小于T1的分類后激光點(diǎn)，并作為生成地面線的備選點(diǎn)。

10.如權(quán)利要求9所述的一種公路地面線數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成方法，其特征在于，所述根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的地面類點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模和高程內(nèi)插獲得地面線的步驟包括：

將提取出到橫斷面剖線平面距離小于T1范圍內(nèi)的激光點(diǎn)在平面上向地面線剖面線作垂線，根據(jù)垂線距離的大小設(shè)定閾值T2(T2<T1)，將到剖面線距離在T2范圍內(nèi)的點(diǎn)，以垂足點(diǎn)的平面位置和激光點(diǎn)的高程作為地面線上的點(diǎn)，并生成初始地面線；

對(duì)初始地面線上的點(diǎn)按找地面線方向排序并進(jìn)行掃描，若是發(fā)現(xiàn)空洞較大區(qū)域，由到剖面線距離在[T2,T1]內(nèi)的地面點(diǎn)投影到地面線剖面線上進(jìn)行填充，其高程則由周圍提取出的地面點(diǎn)建模內(nèi)插，常用的三維數(shù)字地面模型有不規(guī)則三角網(wǎng)模型和格網(wǎng)模型，采用三角網(wǎng)模型分別對(duì)各個(gè)地面線附近的地面點(diǎn)進(jìn)行地形建模，根據(jù)三角網(wǎng)插值法進(jìn)行點(diǎn)高程的內(nèi)插，最后輸出設(shè)計(jì)地面線。