[發明專利]一種田坎輪廓提取方法及系統

在審

• 申請號: 202211621503.1
• 申請日: 2022-12-16
• 公開（公告）號: CN116229093A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 劉昊;譚可成;劉承照;符家科;李順
• 申請（專利權）人: 中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06V10/44
• 分類號: G06V10/44;G06T17/00;G06T3/00;G06V10/26
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 張珉瑞

1.一種田坎輪廓提取方法，包括如下步驟：

S1、對待提取田坎的航空圖像序列進行三維重建，得到傾斜攝影模型和三維點云數據；

S2、對傾斜攝影模型進行正向投影，得到正攝影像數據；

S3、將正攝影像數據輸入到語義分割算法模型中，得到田坎掩碼結果圖；

S4、對田坎掩碼結果圖進行輪廓提取，得到各耕地地塊輪廓；

S5、根據各耕地地塊輪廓，從三維點云數據中提取出各耕地地塊輪廓對應的點云集合；

S6、將所有點云集合投影在二維面上，進行柵格化處理后得到柵格矩陣，計算每個柵格內各點云的法向量與單位向量的夾角均值，將夾角均值在0～45°范圍內的柵格賦值第一亮度值，將夾角均值在65～90°范圍內的柵格賦值第二亮度值，并根據亮度值的不同將柵格矩陣轉化成兩張單色圖；

S7、對兩張單色圖進行二值化處理后，提取兩張單色圖中的所有輪廓，以輪廓上的任一輪廓點的坐標作為索引，利用索引找到該輪廓點所對應的柵格，以該柵格內所有點云的中心坐標作為該輪廓點的新坐標，直至更新完所有輪廓點的新坐標；

S8、根據各輪廓點的新坐標重構輪廓，得到各田坎的輪廓。

2.根據權利要求1所述的田坎輪廓提取方法，其特征在于：步驟S6中，先計算云集合中各點云的法向量，再將所有點云集合投影在二維面上。

3.根據權利要求1或2所述的田坎輪廓提取方法，其特征在于，步驟S6中，所述二維面采用如下方法獲取：利用包圍盒算法計算所有點云集合的最小外包立方體，原點定義為最小外包立方體的左下后方頂點，x軸與Y軸與最小外包立方體側面平行，Z軸垂直底面向上，定義Z軸方向為映射主方向，XY面為二維面。

4.根據權利要求3所述的田坎輪廓提取方法，其特征在于，步驟S6中，各柵格內的點云通過如下方法確定；遍歷所有點云，根據如下公式判斷每個點云落入的柵格：

M＝((y_max-y)/step)；

N＝((x-x_min)/step)；

若M大于0且小于rows，N大于0且小于cols，則該點云落入柵格矩陣中的第[[M],[N]]個位置；

式中，M,N為每個點云在柵格矩陣中的索引，x為點云的橫坐標值，y為點云的縱坐標值，x_min為點云集合中點云的最小橫坐標值，y_max為點云集合中點云的最大縱坐標值，rows為柵格矩陣的總列數，cols為柵格矩陣的總行數，step為柵格矩陣的步長；rows＝int((Y_max-Y_min)/step)；cols＝int((X_max-X_min)/step)。

5.根據權利要求4所述的田坎輪廓提取方法，其特征在于，步驟S6還包括如下步驟：統計每個柵格中各點云z軸方向的最高點和最低點的差值；若差值小于2m，則判斷柵格中的該點云為地面點；若差值大于2m，則判斷柵格中的該點云為障礙物點，剔除該障礙物點。

6.一種田坎提取系統，該系統包括計算機設備，所述計算機設備包括存儲器、處理器和存儲在存儲器中可供處理器運行的程序指令，其中所述處理器執行所述程序指令以實現如權利要求1-5任一項所述的步驟。