【技术实现步骤摘要】
一种基于图像数据辅助的面状内部缺失点云修补方法
本专利技术公开了一种基于图像数据辅助的面状内部缺失点云修补方法,属于基于车载激光扫描点云数据与图像数据的多源数据融合处理
技术介绍
车载移动激光测量系统作为一种先进的测量手段,具有快速、不与测量物接触、实时、动态、主动、高密度及高精度等特点。激光扫描仪在采集数据的过程中不可避免的会受到树木、行人等地物干扰造成房屋立面、交通标志牌等面状地物中部分点云缺失的现象。现有技术主要使用多次采集面状地物点云、人工后期处理的修补方法,该方法耗时耗力且经济成本高,易受到三维激光扫描仪的偶然误差影响。
技术实现思路
本专利技术公开了一种基于图像数据辅助的面状内部缺失点云修补方法,以解决现有技术中常规方法耗时耗力且经济成本高,易受到三维激光扫描仪的偶然误差影响的问题。一种基于图像数据辅助的面状内部缺失点云修补方法,包括如下步骤:S1.通过半交互式的方法选择需要修补的范围,根据修补范围从原始点云中裁切出待修补的面状点云;S2.取面状点云表面的待修补处作为待修补点云,根据待修补点云拟合待修补平面的平面公式;S3.根据待修补平面的法向量方程,分别计算各待修补平面与XOZ平面的夹角,并将待修补平面旋转至XOZ平面;S4.投影待修补点云至XOZ平面,生成待修补点云栅格图像;S5.利用DWT和HOG联合改进的canny算子检测原始图像数据的直线段、待修补点云栅格图像的直线段,根据直线段拓扑关系确定4组同名角点之间的变换关系, ...
【技术保护点】
1.一种基于图像数据辅助的面状内部缺失点云修补方法,其特征在于,包括如下步骤:/nS1.通过半交互式的方法选择需要修补的范围,根据修补范围从原始点云中裁切出待修补的面状点云;/nS2.取面状点云表面的待修补处作为待修补点云,根据待修补点云拟合待修补平面的平面公式;/nS3.根据待修补平面的法向量方程,分别计算各待修补平面与XOZ平面的夹角,并将待修补平面旋转至XOZ平面;/nS4.投影待修补点云至XOZ平面,生成待修补点云栅格图像;/nS5.利用DWT和HOG联合改进的canny算子检测原始图像数据的直线段、待修补点云栅格图像的直线段,根据直线段拓扑关系确定4组同名角点之间的变换关系,将待修补点云栅格图像与原始图像数据配准;/nS6.依据图像数据,对待修补栅格图像数据进行修补;/nS7.对待修补栅格图像下采样,生成修补完成的点云数据;/nS8.根据旋转角度将点云数据旋转至原来位置,完成修补。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于图像数据辅助的面状内部缺失点云修补方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1.通过半交互式的方法选择需要修补的范围,根据修补范围从原始点云中裁切出待修补的面状点云;
S2.取面状点云表面的待修补处作为待修补点云,根据待修补点云拟合待修补平面的平面公式;
S3.根据待修补平面的法向量方程,分别计算各待修补平面与XOZ平面的夹角,并将待修补平面旋转至XOZ平面;
S4.投影待修补点云至XOZ平面,生成待修补点云栅格图像;
S5.利用DWT和HOG联合改进的canny算子检测原始图像数据的直线段、待修补点云栅格图像的直线段,根据直线段拓扑关系确定4组同名角点之间的变换关系,将待修补点云栅格图像与原始图像数据配准;
S6.依据图像数据,对待修补栅格图像数据进行修补;
S7.对待修补栅格图像下采样,生成修补完成的点云数据;
S8.根据旋转角度将点云数据旋转至原来位置,完成修补。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像数据辅助的面状内部缺失点云修补方法,其特征在于,所述步骤S2包括如下子步骤:
S2.1.任取待修补点云中的不共线三点构成平面,建立平面方程:c0x+c1y+c2z+d=0,式中,c0,c1,c2,d为平面方程中的参数,(x,y,z)表示原始点云点坐标;
S2.2.计算待修补点云中其他点(xn,yn,zn)到S2.1中平面的距离,记录距离小于阈值T的点个数N,距离计算公式如下:式中,dis表示点到直线的距离;
S2.3.反复迭代获得N数量最大时的平面方程:Ax+By+Cz+D=0。
3.根据权利要求1所述的一种基于图像数据辅助的面状内部缺失点云修补方法,其特征在于,所述步骤S3包括如下子步骤:
S3.1.将待修补平面法向量分别投影到XOY平面和YOZ平面,分别生成相应的投影向量和
S3.2.计算待修补平面的投影向量与XOY平面、XOZ平面的夹角θ0和θ1,公式如下:式中,和为待修补平面法向量在XOY平面和YOZ平面上的投影,和表示XOY平面和YOZ平面的法向量;
S3.3.根据夹角计算旋转矩阵:
式中,R=RxRz,R、Rx、Rz分别为全局旋转矩阵、x方向上旋转矩阵、z方向上旋转矩阵;
S3.4.遍历待修补点云,将待修补点云旋转至XOZ平面,公式如下:式中,(x′,y′,z′)表示旋转后点云。
4.根据权利要求1所述的一种基于图像数据辅助的面状内部缺失点云修补方法,其特征在于,所述步骤S4包括如下子步骤:
S4.1.根据待修补点云分辨率...
【专利技术属性】
技术研发人员:卢秀山,刘如飞,王旻烨,马新江,侯光强,
申请(专利权)人:青岛秀山移动测量有限公司,
类型:发明
国别省市:山东;37
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