[發明專利]點云單木分割方法、裝置、設備及計算機可讀介質

有效

• 申請號: 202010422711.3
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111598915B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 陳琳海
• 申請（專利權）人: 北京數字綠土科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/136
• 分類號: G06T7/136;G06V10/762
• 代理公司: 北京繪聚高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11832
• 代理人: 陳衛

1.一種點云單木分割方法，其特征在于，包括：

對待處理點云進行水平聚類，得到多個水平聚簇，其中，所述待處理點云為掃描設備對目標樹木進行掃描獲得的點云數據；

從多個所述水平聚簇中提取所述目標樹木的樹干種子點；

根據所述樹干種子點在所述待處理點云中構建路徑圖；

在所述路徑圖中遍歷查詢距離所述樹干種子點的最短路徑點；

在當前最短路徑點至與之相鄰的參考最短路徑點的距離小于等于距離閾值的情況下，將所述當前最短路徑點合并到所述樹干種子點所在的單木點集，其中，所述單木點集表示屬于所述樹干種子點對應的單木上的點的集合；

對待處理點云進行水平聚類，得到多個水平聚簇之前，還包括按照如下方式對所述待處理點云進行預處理：

對所述待處理點云去噪，得到降噪點云；

對所述降噪點云進行分類，得到地面點和樹木點；

將所述地面點距離所述樹木點的相對高度作為所述樹木點的冠層高度；

對待處理點云進行水平聚類，得到多個水平聚簇包括：

按照預設高度閾值對所述冠層高度的所述樹木點進行水平切層，得到多個水平層的所述樹木點；

對各個水平層的所述樹木點進行水平歐式聚類，得到多個所述水平聚簇；

從多個所述水平聚簇中提取所述目標樹木的樹干種子點包括：

計算各個所述水平聚簇的重心點，并為各個所述重心點增加非樹干種子點標識；

將距離所述地面點最近的一層水平層中的所述重心點作為第一備選樹干種子點，并為所述第一備選樹干種子點增加樹干種子點標識；

計算目標水平層中N個所述重心點與所述第一備選樹干種子點的第一方向，其中，所述目標水平層為除所述第一備選樹干種子點所在的水平層之外的其他各個水平層；

計算所述目標水平層N個所述重心點中任意兩個所述重心點之間的第二方向；

在所述第一方向與地面間的夾角大于角度閾值的情況下，將所述第一方向與所述第二方向形成的夾角最小的一組所述重心點作為第二備選樹干種子點，并為所述第二備選樹干種子點增加所述樹干種子點標識；

在所述第二備選樹干種子點符合預設條件的情況下，將所述第二備選樹干種子點作為最終的所述樹干種子點；

在所述路徑圖中遍歷查詢距離所述樹干種子點的最短路徑點之前，還包括按照如下方式創建重心點集：

對所述樹木點進行三維空間的歐式聚類，得到多個空間聚簇；

從所述多個空間聚簇中選出多個目標聚簇，其中，所述目標聚簇為聚類點數大于篩選閾值的空間聚簇；

計算由所述多個目標聚簇的重心點組成的所述重心點集，其中，所述重心點集中的多個所述重心點按照其所在的所述目標聚簇中聚類點數的數量由大到小進行排序。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述路徑圖中查詢到的所述當前最短路徑點至與之相鄰的所述參考最短路徑點的距離大于所述距離閾值的情況下，還包括按照如下方式重新查詢所述最短路徑點：

在所述重心點集中查詢距離所述樹干種子點最近的最近重心點；

在所述最近重心點對應的所述目標聚簇中查詢距離所述樹干種子點最近的所述最短路徑點，并將所述最短路徑點合并到所述樹干種子點所在的單木點集。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，將所述當前最短路徑點合并到所述樹干種子點所在的單木點集之后，所述方法還包括：

將所述待處理點云進行體素化降采樣，得到體素重心點；

根據所述單木點集表征的單木分割關系對所述體素重心點構建k-dtree，以按照最近鄰方式對所述待處理點云還原單木標記。

4.一種計算機設備，包括存儲器、處理器，所述存儲器中存儲有可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現上述權利要求1至3任一項所述的方法的步驟。