[發明專利]水上水下三維點云的融合方法

有效

• 申請號: 202111140664.4
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113570527B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 朱必亮;聶長虹;張偉
• 申請（專利權）人: 速度時空信息科技股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50;G06T7/11;G06T3/40
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

1.一種水上水下三維點云的融合方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1源數據準備：采集選取的固定區域水上點云數據和水下點云數據；

S2數據預處理：所述步驟S1中的水上點云數據，在Scene軟件中利用標靶球、標靶紙進行每個測站數據之間的拼接，在完成測站拼接的基礎上需要進行提取、過濾和刪除操作，選取點云數據中成像清晰、分布均勻、點云密集的數據，并進行切割分塊，在每個分塊中對明顯的噪聲數據進行剔除；對于水下點云數據，在Hypack軟件中展示數據，并剔除噪聲點；

S3坐標校正：在經所述步驟S2處理后的點云數據中逐個捕捉控制點后，將控制點坐標數據導入cyclone軟件，生成控制點空間模型，以控制點空間模型為依據，對水上點云數據進行校正，使其與水下點云數據處于同一坐標系下，并進行精度評價，生成精度評價表；

S4水上水下數據融合：直接在水上點云數據所在視圖中導入水下點云數據，利用cyclone軟件的Unify Clouds功能，將各測站、各場景和各類型數據融合為同一整體，并優化掉重疊部分，減小數據冗余度；

還包括有以下步驟：

S5空白區域插值處理：對于水下點云數據與水上點云數據存在的真空層空白區域，利用不規則三角網插值法，對選定區域進行插值處理；

S6精度評價：選擇所述步驟S5中插值區域的等高線圖、點位中誤差和航道橫縱斷面圖作為評價指標，分析插值結果的可靠性。

2.根據權利要求1所述的水上水下三維點云的融合方法，其特征在于，在所述步驟S5中，所述不規則三角網插值法具體步驟如下：

S5-1：在空白區域兩側布設若干標記點，標明實際插值區域范圍；

S5-2：對融合后點云數據的空白區域進行不規則三角網插值，形成空白區內的數字高程模型DEM，通過調整三角形個數對插值結果進行模型優化。

3.根據權利要求2所述的水上水下三維點云的融合方法，其特征在于，在所述步驟S5-1中，沿空白區域邊緣布設了四排標記點，其中兩排為沿水上點云邊界布設的標記點，另外兩排為沿水下點云邊界布設的標記點。

4.根據權利要求1所述的水上水下三維點云的融合方法，其特征在于，所述步驟S6中，所述等高線圖為進行等高線分析，選取測區模型，生成等高線而形成的；所述航道橫縱斷面圖為進行斷面分析時形成的，所述斷面分析的具體方法為以航道中線為軸線，以10米的距離截取橫斷面，從中選擇軸線20米、70米、100米共計三處具有代表性的橫斷面進行分析；同時，在測區中心選取與航道中線相垂直的直線作為軸線，以6米的距離截取縱斷面，從中選取12米處、78米共計兩處縱斷面進行分析；所述點位中誤差為進行實測對比分析形成的，在點云兩側插值區域內各選取15個檢查點，對檢查點采用實地放樣平面坐標的方法，實地采集高程數據，在cyclone軟件中直接導出檢查點高程，將高程與外業實測高程進行對比，并計算得到點位中誤差。

5.根據權利要求1所述的水上水下三維點云的融合方法，其特征在于，在所述步驟S2中，針對水上點云數據分塊處理中，設定包圍盒用于分割點云區塊以方便對噪聲的處理；另外選中與分塊處理無關的部分水上點云數據，在此處予以刪除。

6.根據權利要求1所述的水上水下三維點云的融合方法，其特征在于，在所述步驟S3中，采集3個以上控制點進行校正，以獲得水上點云數據的絕對坐標，使其與水下點云數據處于同一坐標系下。