[發(fā)明專利]基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)快速生成建筑物斷面圖的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810191340.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108389250B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田朋舉;花向紅;梅文勝;于安斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T15/00
• 分類號(hào): G06T15/00;G01B11/00
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 俞琳娟

1.一種基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)快速生成建筑物斷面圖的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1.分站測(cè)量采集建筑物的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用標(biāo)靶坐標(biāo)計(jì)算相鄰兩站之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，進(jìn)而進(jìn)行點(diǎn)云配準(zhǔn)和去噪；

步驟2.用裁剪立方體對(duì)建筑物斷面進(jìn)行截取，得到該斷面的邊緣點(diǎn)云數(shù)據(jù)，形成斷面邊緣點(diǎn)云的二維平面數(shù)據(jù)P(x_i,y_i)^T；

步驟3.對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行平移和放大，然后提取共線點(diǎn)云數(shù)據(jù)P_k1(x_i,y_i)^T，其中1≤i≤N，N為集合P(x_i,y_i)^T點(diǎn)數(shù)，包含：

步驟3-1.對(duì)二維點(diǎn)云集合P(x_i,y_i)^T，首先計(jì)算出中心位置(x_m’，y_m’)，然后將點(diǎn)云數(shù)據(jù)整體平移，使中心位置與原點(diǎn)重合，再將點(diǎn)云坐標(biāo)整體放大，利用轉(zhuǎn)換后坐標(biāo)算出向上取整后的極徑最大值ρ_max；

步驟3-2.設(shè)置兩個(gè)m×n累加器矩陣，m為將180度等分的數(shù)目，n＝ρ_max，計(jì)算每個(gè)θ_e下對(duì)應(yīng)的所有點(diǎn)向上取整后的極徑ρ_e,j＝x_jcosθ_e+y_jsinθ_e，其中1≤j≤N，N為集合P(x_i,y_i)^T點(diǎn)數(shù)，θ_e＝180°*e/m，1≤e≤m，找到e和ρ_e,j所對(duì)應(yīng)的單元，并將該單元的累加器加1；

步驟3-3.找出步驟3-2中兩個(gè)累加器中值最大的單元所對(duì)應(yīng)的θ_k和ρ_k，其中1≤k≤R，R為提取出的線段總數(shù)，θ_k和ρ_k分別為極坐標(biāo)系中的角度和極徑；設(shè)置閾值t₁，逐點(diǎn)計(jì)算角度θ_k下點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的極徑值ρ_k,j＝x_jcosθ_k+y_jsinθ_k，其中1≤j≤N，N為集合P(x_i,y_i)^T點(diǎn)數(shù)；如果-t₁≤ρ_k,j-ρ_k≤t₁，認(rèn)為點(diǎn)在直線上，將其存儲(chǔ)起來(lái)繼續(xù)計(jì)算下一點(diǎn)，直至計(jì)算完畢提取出一條共線點(diǎn)云集合P_k1(x_i,y_i)^T；

步驟4.利用步驟3得到的直線參數(shù)角度θ_k和極徑ρ_k剔除P_k1(x_i,y_i)^T中的干擾點(diǎn)，得到共線點(diǎn)云數(shù)據(jù)P_k2(x_i,y_i)^T；

步驟5.對(duì)共線點(diǎn)云進(jìn)行排序和分割，找出點(diǎn)數(shù)最多的一段保留下來(lái)，得到點(diǎn)云線段數(shù)據(jù)P_k3(x_i,y_i)^T，將P_k3(x_i,y_i)^T從P(x_i,y_i)^T中刪除；

步驟6.循環(huán)執(zhí)行以上步驟3至5提取點(diǎn)云線段，設(shè)定點(diǎn)數(shù)閾值t₄作為點(diǎn)云線段的最少點(diǎn)數(shù)，當(dāng)點(diǎn)云線段的點(diǎn)數(shù)小于該點(diǎn)數(shù)閾值t₄時(shí)結(jié)束循環(huán)，至此提取出全部的點(diǎn)云線段；

步驟7.對(duì)于每條點(diǎn)云線段，將點(diǎn)云線段數(shù)據(jù)P_k3(x_i,y_i)^T按一定間隔進(jìn)行抽稀得到P_k4(x_i,y_i)^T，然后采用基于選權(quán)迭代的最小二乘法進(jìn)行精確直線擬合，得到各條線段的端點(diǎn)坐標(biāo)；

步驟8.求得各條線段的端點(diǎn)坐標(biāo)后，將其首尾相連，得到建筑物斷面圖。