[發明專利]一種基于八叉樹和邊界優化的機載點云屋頂平面分割方法有效
| 申請號： | 202010121064.2 | 申請日： | 2020-02-26 |
| 公開（公告）號： | CN111275724B | 公開（公告）日： | 2022-06-07 |
| 發明（設計）人： | 姚劍;薛婧雅;李禮;蔣佳芹 | 申請（專利權）人： | 武漢大學 |
| 主分類號： | G06T7/11 | 分類號： | G06T7/11;G06T17/00;G06V10/762;G06V10/764;G06K9/62 |
| 代理公司： | 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人： | 嚴彥 |
| 地址： | 430072 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 八叉樹 邊界 優化 機載 屋頂 平面 分割 方法 | ||
1.一種基于八叉樹和邊界優化的機載點云屋頂平面分割方法，其特征在于：包括以下步驟，
步驟1，基于八叉樹的多尺度初始平面片提取，包括根據八叉樹的數據結構將無序列點云根據空間位置迭代地劃分為不同尺度的平面片，并從中選擇出具有平面性的平面片，作為數據預處理所得初始平面片；
步驟2，基于分層聚類進行平面片合并，包括通過分層聚類將步驟1得到的初始平面片根據相鄰關系和參數相似性進行聚合形成初始平面；
步驟3，基于區域生長的非平面點分類，包括將在步驟1中沒有歸入平面片的點，通過區域生長合并到步驟2得到的初始平面中；
步驟4，基于能量最優化的平面邊界點重分類，包括通過能量函數將平面邊界點重分類問題轉換為能量最優化問題，優化步驟3區域生長所得平面邊界，得到最終平面分割結果；
步驟4的實現包括以下子步驟，
步驟4.1，設置平面邊界點重分類問題的能量函數，實現如下，
設有集合A＝(Ax1,……AxN)，其中N為點的數量，當每一個點xn的相應參數Axn＝J，表示xn點屬于平面PJ；其中，J為步驟3所得平面的序號，n＝1,2,…,N；
設置以下能量函數將平面邊界點重分類問題轉換為能量最優問題，
其中，A*表示優化結果，Λ表示所有符合條件的平面分割結果集合；E(A)為能量方程，由兩部分組成：
(1)D(A)為基于點到平面的距離構建的距離項，用來保證不會產生距離平面很遠的平面點；
(2)G(A)為根據邊界點的平滑性構建的邊界項，用來優化屋頂平面邊界的平滑性，
E(A)＝D(A)+λG(A)
其中λ是權重因子，用來平衡D(A)和G(A)對能量函數E(A)的影響；
步驟4.2，通過邊界點重分類構建的能量函數的最優化提高平面質量，包括將步驟3區域生長得到的平面作為當前的初始平面，在每一次迭代中更新一個點的所屬平面使能量函數增大，直到能量函數取得最大值，得到最佳的平面分割結果集合A*；
步驟4.3，將最終平面分割結果A*存儲，得到平面分類。
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