[發明專利]一種多期道路三維激光點云精確配準方法

有效

• 申請號: 201911341604.1
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111127530B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 劉如飛;盧秀山;邢愷強;馬新江;楊雷;楊凱;楊繼奔;王飛
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T7/10
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 段毅凡

本發明公開了一種多期道路三維激光點云精確配準方法,它先將點云數據分別按一定的距離進行分段，得到多段數據，接下來對多段數據分別配準，首先進行垂直于行駛車道方向的偏移糾正，其次進行行駛車道方向的偏移糾正，最后進行高程糾正，得到最終配準后的數據。本發明對大場景點云數據進行分段處理，同時采用獨立地物和道路標線作為配準基元，優化了配準流程，克服了海量點云數據點對點配準方式速度較慢的問題。

技術領域

本發明涉及移動測量系統大場景點云精細化配準技術領域，特別是涉及一種多期道路三維激光點云精確配準方法。

背景技術

由于社會經濟的發展，我國公路、橋梁的建設也越來越廣泛，大場景點云數據中所包含的道路、橋梁數據也越來越豐富，隨著使用年限的增加，為了確保行車安全，對該場景下的變化監測非常重要。

變化檢測的根本性前提是要實現多期點云數據的高精度配準，目前，國內外對多期點云數據的高精度配準主要依托于人工交互式選取同名獨立地物進行高精度配準，獲取配準所需的各參數。這種方式可以大大減小配準所需時間和配準基元數據量，提高配準精度和效率。

發明人在實現本發明的過程中，發現現有方法存在如下不足：在大場景點云數據中，由于數據量較大，很難直接利用所有點云數據進行點對點式配準，且在高速公路等場景中極度缺乏必要的獨立地物作為配準基元，無法滿足高精度配準需求。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種多期道路三維激光點云精確配準方法。

本發明所采用的技術方案是，一種多期道路三維激光點云精確配準方法，具體包含以下步驟：

第一步；獲取監測道路多期點云數據，選取任意兩期原始點云數據，對原始點云數據進行等間距分段處理，生成多段點云數據；

第二步：對每個分段點云數據進行垂直于行駛車道方向的偏移糾正：

第三步：對每個分段點云數據進行行駛車道方向的偏移糾正；

第四步：對每個分段點云數據進行高程糾正，最終得到兩期數據的完整配準結果；

第五步：另選取兩期原始點云數據，重復步驟一到步驟四，以此類推，得到多期數據的完整配準結果。

進一步：步驟二具體包括以下步驟：

2.1：針對各個單段數據，先選取兩期同名路面標線點云，根據單條掃描線上點云強度值在地面點與標線點之間的突變特征，利用Sigmoid數學函數模型求取含有標線點云的單掃描線上標線與地面點之間的突變點并作為標線邊界點；

2.2:根據求取的標線邊界點，計算標線的各中線點，并利用最小二乘法擬合直線作為標線中線，對兩期同名標線均求取標線中線，根據標線中線求取兩期標線在垂直于道路行駛方向上的偏移。

進一步，步驟2.1包括以下子步驟：

2.1.1：設定距離大小，對待配準點云數據與模板點云數據進行數據分割；

2.1.2：人工交互均勻選取兩期點云數據的多條同名標線；

2.1.3：選取一條同名標線，根據含有標線點云的掃描線上點云強度值在地面點與標線點之間的突變特征，利用Sigmoid函數模型計算兩期標線各掃描線上標線邊界點，函數模型為：

其中，S(x)為各標線邊界點所對應的強度值；

x為各標線邊界點的x,y坐標值，以此計算出各標線邊界點為-b₂；