[發(fā)明專利]板橋橋梁點云的部件自動檢測方法及系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810135503.8 | 申請日： | 2018-02-09 |
| 公開（公告）號： | CN108388723B | 公開（公告）日： | 2018-11-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 呂若丹;郭亮;劉建亞 | 申請（專利權(quán)）人： | 呂若丹 |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50;G06T17/00 |
| 代理公司： | 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221 | 代理人： | 李琳 |
| 地址： | 山東威海文化西路*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 點云 橋梁 自動檢測 邊界框 切片 橋面 基準(zhǔn)坐標(biāo)軸 全局坐標(biāo)系 點云數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)集合 語義標(biāo)簽 直接獲取 對齊 切割點 中軸線 墩帽 界定 橋墩 繞過 自帶 分類 | ||
1.一種板橋橋梁點云的部件自動檢測方法，其特征是：包括以下步驟：
獲取板橋橋梁的點云數(shù)據(jù)，將橋梁的橋面中軸線與全局坐標(biāo)系中設(shè)定的基準(zhǔn)坐標(biāo)軸盡量對齊；
沿基準(zhǔn)坐標(biāo)軸方向?qū)R后的橋梁點云數(shù)據(jù)集合進行切片，利用邊界框?qū)γ總€切片進行界定，根據(jù)每個邊界框的高度大小，將各個橋梁點云數(shù)據(jù)劃分為橋墩集群和橋面組件集；
沿基準(zhǔn)坐標(biāo)軸的垂直方向?qū)蚨占哼M行切片，利用邊界框?qū)γ總€切片進行界定，根據(jù)每個邊界框的高度大小，將各個橋墩集群數(shù)據(jù)劃分為橋墩區(qū)域集群和橋面組件集；
利用橋面的中空區(qū)域特征進行特征提取，分別提取橋墩頂部以及橋面組件集內(nèi)的墩帽集，將兩部分合并為完整的墩帽，得到識別后的橋墩、橋面和/或墩帽部件。
2.如權(quán)利要求1所述的一種板橋橋梁點云的部件自動檢測方法，其特征是：利用主成分分析法，大致將橋面的中軸線與全局坐標(biāo)系的基準(zhǔn)坐標(biāo)軸對齊，去除干擾因素數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種板橋橋梁點云的部件自動檢測方法，其特征是：對對齊的橋梁點云數(shù)據(jù)切片時，切片的厚度為常量，切片數(shù)量與橋梁長度成正比關(guān)系，當(dāng)切片過程中存在由于局部點丟失造成的空切片或者僅有一個單點的切片時，則將該切片視為與其最接近的非空和非單點切片之間的切片。
4.如權(quán)利要求1所述的一種板橋橋梁點云的部件自動檢測方法，其特征是：如果某切片的邊界框的高度大于閾值時，該切片內(nèi)的點屬于橋墩集群，否則屬于橋面組件集。
5.如權(quán)利要求1所述的一種板橋橋梁點云的部件自動檢測方法，其特征是：每塊橋墩集群被看成是整座橋的縮小版，沿著基準(zhǔn)坐標(biāo)軸的垂直方向進行切片，如果滿足某切片的邊界框的高度大于第二閾值時，則該切片內(nèi)的點屬于橋墩區(qū)域集群，否則，屬于橋面組件集。
6.如權(quán)利要求1所述的一種板橋橋梁點云的部件自動檢測方法，其特征是：根據(jù)橋面的橫向傾斜度的最大值確定橋面上表面區(qū)域的上、下限，確定橋面上表面點所在的區(qū)域，移除橋墩區(qū)域集群中橋面上表面的點，得到橋墩集群。
7.如權(quán)利要求1所述的一種板橋橋梁點云的部件自動檢測方法，其特征是：如果在橋墩集群中，只有一個橋墩區(qū)域集群被檢測到，并且這個橋墩區(qū)域集群的寬度與它所在的橋墩集群的寬度差值小于設(shè)定值，則這個橋墩集群擁有單個類墻體的整體橋墩，不需要墩帽。
8.如權(quán)利要求1所述的一種板橋橋梁點云的部件自動檢測方法，其特征是：提取橋墩集群頂部的一部分作為檢測數(shù)據(jù)源集合，對其生成三角網(wǎng)，并對每一個小三角形計算任意兩條向量邊的矢量積，計算對應(yīng)小三角形的法線，如果有垂直朝上或朝下的法線集被檢測到并且這些法線聚集在設(shè)定的閾值附近，將這些法線對應(yīng)的小三角形的點并同在檢測數(shù)據(jù)源集合中位于其以上的點，屬于橋面組件，否則，屬于墩帽部件。
9.如權(quán)利要求1所述的一種板橋橋梁點云的部件自動檢測方法，其特征是：將橋面組件集合進行平面投影，生成密度直方圖，對密度直方圖的投影空白區(qū)域進行聚類，對聚類后的每一塊橋面組件進行切片，若切片的高度大于第三閾值，則切片內(nèi)的點屬于墩帽區(qū)域；否則，切片內(nèi)的點屬于橋面組件集，對提取出來的墩帽區(qū)域去除上表面的點，接著通過三角網(wǎng)法線來提取墩帽集。
10.一種板橋橋梁點云的部件自動檢測系統(tǒng)，其特征是：包括：
數(shù)據(jù)采集單元，被配置為獲取板橋橋梁的點云數(shù)據(jù)，將橋梁的橋面中軸線與全局坐標(biāo)系中設(shè)定的基準(zhǔn)坐標(biāo)軸盡量對齊；
第一分類單元，被配置為沿基準(zhǔn)坐標(biāo)軸方向?qū)R后的橋梁點云數(shù)據(jù)集合進行切片，利用邊界框?qū)γ總€切片進行界定，根據(jù)每個邊界框的高度大小，將各個橋梁點云數(shù)據(jù)劃分為橋墩集群和橋面組件集；
第二分類單元，被配置為沿基準(zhǔn)坐標(biāo)軸的垂直方向?qū)蚨占哼M行切片，利用邊界框?qū)γ總€切片進行界定，根據(jù)每個邊界框的高度大小，將各個橋墩集群數(shù)據(jù)劃分為橋墩區(qū)域集群和橋面組件集；
部件提取單元，被配置為利用橋面的中空區(qū)域特征進行特征提取，分別提取橋墩頂部以及橋面組件集內(nèi)的墩帽集，將兩部分合并為完整的墩帽，得到識別后的橋墩、橋面和/或墩帽部件。
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