[發明專利]一種水下地形點云數據轉換為OBJ三維模型的方法

有效

• 申請號: 202110785969.4
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113487736B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 汪詩奇;郜士彬;李德光;徐儒林;任威;沈宗覬;王康;王哲;保振永;肖勝昌
• 申請（專利權）人: 中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T17/20
• 代理公司: 昆明盛鼎宏圖知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 53203
• 代理人: 王輝

1.一種水下地形點云數據轉換為OBJ三維模型的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：步驟1，獲取由水下地形測量系統得到的原始水下地形點云數據集Ds；

步驟2，通過數據預處理：歸位計算、坐標轉換，得到具有真實地理坐標的地形點云數據；

步驟3，構建規則格網DEM模型；具體步驟為：

(1) 設定DEM格網尺寸d和格網范圍：MinX，MinY，MaxX，MaxY，創建一個規則格網；

(2) 遍歷規則格網的各個結點；

(3) 從點云數據集Dr中搜索出以當前結點為圓心，半徑為d/2范圍內的點云數據集Dc，如果Dc中只包含一個點數據，則將該點高程賦給當前結點；如果Dc中數據點大于1，則將Dc內所有數據點高程的平均值賦給當前結點；如果Dc為空，則將當前結點標記為無效結點；

(4) 重復過程(2)~(3)，直到所有格網結點遍歷完畢；

步驟4，將規則格網DEM模型轉換為OBJ三維模型并保存。

2.根據權利要求1所述的水下地形點云數據轉換為OBJ三維模型的方法，其特征在于，所述的步驟2，通過數據預處理：歸位計算、坐標轉換，得到具有真實地理坐標的地形點云數據，具體步驟為：

(1) 遍歷點云數據集Ds中各點，利用相關參數數據：聲速剖面數據、姿態參數，進行歸位計算，得到船體坐標系下的各點坐標數據；

(2) 利用導航定位數據以及船體坐標系與地理坐標系間的轉換關系進行坐標轉換，從而得到具有真實地理坐標的地形點云數據集Dr；

(3) 重復過程(1)和(2)，直到所有點都計算完畢。

3.根據權利要求1所述的水下地形點云數據轉換為OBJ三維模型的方法，其特征在于，所述的步驟4，將規則格網DEM模型轉換為OBJ三維模型并保存，具體步驟為：

(1) 將規則格網DEM的每個格網以一條對角線進行剖分；

(2) 遍歷格網結點，提取出所有的有效結點，作為OBJ三維模型的頂點數據集V{V|v_i（x_i, y_i, z_i）∈V}；

(3) 遍歷所有的三角形，找出三角形的三個頂點在數據集V中的索引，從1開始，構建面索引數據集F{F| f_i（v_i, v_j, v_k）∈F 且v_i∈V，v_j∈V，v_k∈V }；

(4) 按照OBJ三維模型文件的格式保存頂點數據集V和面索引數據集F。

4.根據權利要求1所述的水下地形點云數據轉換為OBJ三維模型的方法，其特征在于，所述步驟3中當前結點坐標的計算公式如下，設當前結點為X軸方向上第i個結點，Y軸方向上第j個結點，

式中，d為格網尺寸。

5.根據權利要求3所述的水下地形點云數據轉換為OBJ三維模型的方法，其特征在于，所述步驟4中對格網進行剖分時，當前格網的四個格網點都是有效結點，則任取一條對角線進行剖分。