【技术实现步骤摘要】
基于局部法向相关的多条带机载激光点云配准方法
[0001]本专利技术涉及雷达测绘
，尤其涉及一种基于局部法向相关的多条带机载激光点云配准方法。
技术介绍
[0002]随着软硬件设备的发展，机载激光雷达测量已经成为一种不可或缺的测绘遥感数据采集方式。得益于激光雷达的主动式扫描方式，其获取得到的点云数据不受天气、日照的影响，并且具有一定的穿透性，可以获得植被覆盖区域的地面点坐标，这也是其相较于传统摄影测量的优势所在。因此，近年来机载激光雷达测量技术在国土测绘、工程勘察设计、城市三维建模、地物信息提取等领域得到了广泛的应用。在工程实践中，受限于激光雷达扫描角有限，往往需要多个点云条带才能覆盖测区范围，然而由于扫描仪安置角误差、GNSS定位误差等因素影响，各点云条带间通常存在一定的几何偏差，这将影响后续多条带点云联合应用的精度质量。因此，多条带机载激光点云应用的前提是实现它们之间的几何对齐，即实现精确配准。在传统点云处理过程中，需要人工测量控制点进行点云数据几何纠正与配准，工作量大，作业效率低。如何实现多条带机载激光点云的高精...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于局部法向相关的多条带机载激光点云配准方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取多条带机载激光点云，根据所有激光脚点的平面坐标获取对应的矩形范围，并对所述矩形范围进行格网划分，计算格网点的高程值，形成数字表面模型；S2、在所述数字表面模型中，计算每个格网点的局部单位法向量及平整度，当任意一个格网点的平整度超过预设阈值时，为该格网点相应的单位法向量映射至RGB彩色空间并为该格网点赋予颜色值，得到点云法向图；S3、对得到的所有点云法向图，判断相互之间是否存在重叠范围，对存在重叠范围的点云法向图，以其中一个为目标图、另一个为参考图，从参考图上选取特征点，在目标图中搜索匹配点，并采用七参数变换模型进行RANSAC匹配点粗差剔除后，得到多条带点云连接点；S4、根据得到的多条带点云连接点，以七参数变换模型变换前后连接点三维距离残差、各条带点云质心变化量作为联合目标函数，进行多条带点云无基准几何变换纠正，实现多条带点云数据的精确配准。2.根据权利要求1所述的基于局部法向相关的多条带机载激光点云配准方法，其特征在于，在S1中，所述形成数字表面模型，包括如下步骤：S101、在所有激光脚点的平面坐标中筛选X方向最大值、最小值和Y方向的最大值和最小值；记为、、、和；根据筛选出来的最值，划定矩形范围；S102、根据一定的采样间隔对所述矩形范围进行格网划分；利用每个格网中心点周围的激光点高程采用双线性内插法，计算格网点的高程值；S103、按照S102的过程遍历所有格网点，得到所有格网点高程，完成数字表面模型的生成。3.根据权利要求1所述的基于局部法向相关的多条带机载激光点云配准方法，其特征在于，在S2中，所述计算每个格网点的局部单位法向量，采用如下方法：S201、在得到的数字表面模型中，选取目标格网点，将周围邻域内的N个格网点取出，记为；根据邻域内的格网点高程值，进行最小二乘平面拟合，得到单位法向量与拟合残差，并用代表该格网点的平整度；S202、判断平整度是否大于预设阈值，若大于，则认为该格网点平整度低，为该点赋予颜色；若不大于，认为该格网点平整度高，为该点赋予颜色；S203、遍历所有格网点，依次执行上述S201
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S202的操作，生成点云法向图。4.根据权利要求1所述的基于局部法向相关的多条带机载激光点云配准方法，其特征在于，在S3中，所述从参考图上选取特征点，在目标图中搜索匹配点，包括如下步骤：S301、在得到的参考图中选取有效特征点，取其邻域内的格网点集作为匹配窗
口；根据点的坐标，在目标图中找到对应的位置记为，假设目标图预设的搜索半径为，分别以及其周围范围内的格网点作为模板窗口中心，取邻域内的格网点集作为待匹配窗口，则可得到N=()*()组待匹配点集，记为，分别计算与各点集的相关系数；其中，表示以目标图搜索窗口内第个点作为模板窗口中心时的相关系数，,表示参考图中模板窗口第个格网点的RGB...
【专利技术属性】
技术研发人员：王广帅，邓继伟，高文峰，张冠军，赵海，兰树增，聂虎啸，葛玉辉，张英杰，王凯，张文腾，岳亮，高帅，王建强，张金魁，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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