[發明專利]一種基于三維點云的室內平面要素提取方法、系統及設備

有效

• 申請號: 202010949662.9
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN111932688B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 王偉璽;湯圣君;李曉明;宋錦陽;郭仁忠;李游;謝林甫
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G06T19/20
• 分類號: G06T19/20
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 劉文求

本發明提供了一種基于三維點云的室內平面要素提取方法、系統及設備，通過獲取目標室內區域的三維點云數據；根據三維點云數據確定距離閾值，并利用距離閾值對三維點云數據進行分割，獲取點云平面數據；根據點云平面數據得到各個點云平面的參數信息，利用各個點云平面的參數信息以及各個點云平面的包圍盒信息分割出的平面要素。本實施例的方法針對室內復雜點云數據各區域密度不一致的問題，采取先計算點云平均密度，然后對點云進行兩次分割，再利用室內平面要素的包圍盒信息和參數化信息實現室內平面要素的精確分割提取，有效增強多類型三維點云平面要素提取的魯棒性和提高平面要素提取的精度，為后期室內三維語義重構提供重要的數據基礎。

技術領域

本發明涉及室內三維語義重構技術領域，尤其涉及的是一種基于三維點云的室內平面要素提取方法、系統及設備。

背景技術

室內三維語義模型是機器人及各種室內應用重要的數據基礎，隨著室內三維點云數據獲取技術的不斷發展，基于三維點云的室內空間信息提取相關研究也日漸增多，其中室內空間平面要素的提取與優化建模是建立室內語義模型的結構基礎，包含地板、天花板、墻面要素、門要素、窗要素等。

現有技術中的室內平面要素提取在復雜室內場景下，便攜式距離傳感器掃描所獲得的三維數據的數據由于遮擋問題容易造成數據缺失，或者三維數據的數據精度較低，無法提取到準確的平面要素，無法滿足室內語義模型構建的需求。

因此，現有技術有待于進一步的改進。

發明內容

鑒于上述現有技術中的不足之處，本發明的目的在于提供一種基于三維點云的室內平面要素提取方法、系統及設備，克服現有技術中由于采集到的三維數據因為遮擋導致數據缺失或數據精度低，導致提取到的平面要素準確性低的缺陷。

本發明實施例公開的方案如下：

第一方面，本實施例提供了一種基于三維點云的室內平面要素提取方法，其中，包括：

獲取目標室內區域的三維點云數據；

根據所述三維點云數據確定距離閾值，并利用所述距離閾值對三維點云數據進行分割，獲取點云平面數據；

根據所述點云平面數據得到各個點云平面的參數信息，利用各個點云平面的參數信息以及各個點云平面的包圍盒信息分割出的平面要素。

可選的，所述利用各個點云平面的參數信息以及各個點云平面的包圍盒信息分割出的平面要素的步驟之后，還包括：

利用各個點云平面之間的距離、坐標關系以及平面參數信息，恢復分割出的平面要素之間的關聯關系。

可選的，所述獲取目標室內區域的三維點云數據的步驟包括：

采集目標室內區域的原始三維點云數據；

剔除所述原始三維點云數據中的噪聲點云，并對剔除噪聲點云后的原始三維點云數據進行降采樣處理，得到預處理后的三維點云數據。

可選的，所述根據所述三維點云數據確定距離閾值，并利用所述距離閾值對三維點云進行分割，獲取點云平面數據的步驟包括：

計算所述三維點云數據的點云密度，并根據所述點云密度確定距離閾值；

根據所述距離閾值，利用區域增長算法對所述三維點云進行分割，得到分割出的多個點云聚類；

利用平面模型分割算法，對各個點云聚類進行分割，得到多個含有單一平面要素的點云平面數據。

可選的，所述根據所述點云平面數據得到各個點云平面的參數信息，利用各個點云平面的參數信息以及各個點云平面的包圍盒信息分割出的平面要素的步驟包括：

獲取各個所述點云平面的法向量，初步分割出不同類型的平面要素對應的初步要素平面；