一种基于特征曲线的机载激光测深数据配准方法技术

本发明专利技术属于海洋测绘技术领域，公开了一种基于特征曲线的机载激光测深数据配准方法，曲线能够更加清晰的描述出待配准对象的轮廓特征和趋势变化特征，根据曲线特征可稳健估计对应匹配相似程度；构建兼顾曲线弯曲程度、空间位置和整体相似性的曲线形变能量函数，利用待配准曲线间同名点的曲率差、空间偏差程度以及曲线向量夹角的Spearman秩相关系数组成的曲线形变能量函数能有效度量曲线间的形变；结合最长公共子序列算法以及曲线形变能量函数实现特征曲线间的匹配。本发明专利技术利用表征海底地形地貌的等值线等特征曲线进行海底点云数据配准，可有效解决海底点云数据特征稀少、点云密度低、厚度大、同名特征提取困难等问题。同名特征提取困难等问题。同名特征提取困难等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于特征曲线的机载激光测深数据配准方法


[0001]在本专利技术属于海洋测绘
，尤其涉及一种基于特征曲线的机载激光测深数据配准方法。

技术介绍

[0002]目前，机载激光测深(Airborne LiDAR Bathymetry，ALB)技术具有作业覆盖面广、快速高效、安全性高等特点，该技术特别适用于浅水区、海岛礁及其邻近区域等地形复杂区域的水上水下一体化快速测量。由于系统误差以及测量随机误差等的共同影响，相邻航带所获取的点云数据存在旋转和平移错位，造成相邻航带重叠区域内的同名点存在三维空间位置偏移，直接影响ALB数据的质量。因此需对相邻航带间的点云数据进行配准，为水下地形测量提供质量保证。点云数据配准是针对具有重叠部分的点云，通过求解坐标转换关系，将不同坐标系下的点云变换到同一坐标系下，最终获取被扫描目标的完整点云，从而消除数据空间偏差，提高测量数据精度。在全覆盖测量过程中，航带配准已成为保证地形精度的重要步骤。
[0003]根据点云获取平台可将激光雷达系统分为天基激光扫描(SLS)、机载激光扫描(ALS)、移动激光扫描(ML本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
， ， ， 代表控制点个数。5.根据权利要求2所述的基于特征曲线的机载激光测深数据配准方法，其特征在于，在步骤3中，结合LCSS算法和曲线形变能量函数进行特征曲线间的相似性度量，约束回溯过程，实现特征曲线匹配具体通过以下方法实现：步骤3.1：基于LCSS的最长相似特征曲线提取；步骤3.2：目标函数 构建；步骤3.3：约束回溯路径；步骤3.4：以最小欧式距离为约束条件，从同名特征匹配集 中提取最佳匹配曲线。6.根据权利要求5所述的基于特征曲线的机载激光测深数据配准方法，其特征在于，在步骤3.1中，假设目标曲线 ，待匹配曲线 ， 、 分别为子曲线段，LCSS算法利用 的子曲线段 循环遍历 的每一个子曲线段，获取并记录LCSS长度矩阵及回溯路径方向矩阵；LCSS的长度计算公式如下：
ꢀꢀ
（4）其中， 为曲线相似性阈值，目标函数 根据待配准特征进行构建， = 。7.根据权利要求5所述的基于特征曲线的机载激光测深数据配准方法，其特征在于，在步骤3.2中，构建兼顾曲线弯曲程度、空间位置和整体相似性的曲线形变能量函数作为目标函数 ，构建的曲线形变能量函数 由曲率能量因子 、距离能量因子 以及相关性能量因子 组成，见公式（5）:
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（5）（1）曲率...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文学，张凡，刘焱雄，董志鹏，唐秋华，冯义楷，李杰，
申请(专利权)人：自然资源部第一海洋研究所，
类型：发明
国别省市：