[发明专利]一种在实景地图中基于法向量的被探面过滤方法

权利要求书

1.一种在实景地图中基于法向量的被探面过滤方法，首先基于三维激光点云数据，半自动获取建筑物立面数据；即包括获取建筑物的外轮廓线；选取地平面即XY平面作为投影面，外轮廓线在XY平面上的投影为多线段P1P2……Pn，且节点P1、P2……Pn在XY平面上的坐标分别为（X1,Y1）、（X2,Y2）……（Xn,Yn），选取XY平面上离多线段P1P2……Pn的距离为d的范围内的区域为缓冲区，其中d为缓冲半径；将激光点云中的三维激光点的三维坐标（X,Y,Z）中的Z忽略，判断坐标（X,Y）是否在缓冲区中，从而得到在缓冲区中的所有激光点；采用过滤算法，将在缓冲区中的所有激光点进行去噪处理后，根据这些激光点及建筑物外轮廓线，生成建筑物立面；其特征在于：然后按如下步骤操作：

步骤(1)、通过建筑物立面数据的三维空间坐标信息，计算得到与建筑物立面最邻近的全景站点中心点坐标；

步骤(2)、根据建筑物立面与其最邻近的全景站点的空间位置关系，计算得到建筑物立面的法向量；

步骤(3)、在实景地图前端浏览时，根据当前全景站点中心点坐标，计算获取和当前全景站点空间位置中最邻近匹配的所有建筑物立面数据；

步骤(4)、在进行建筑物探面应用时，根据建筑物立面的法向量信息，取建筑物立面上的任意一点坐标(x,y,z)，计算该点到全景站点中心点的向量方向；计算此向量方向与当前建筑物立面的法向量之间的夹角，当夹角值小于90度时则该立面为有效探面；当夹角值大于90度时则该立面被过滤掉；确保过滤掉建筑物背面的立面，得到正确的立面信息。

2.根据权利要求1所述的一种在实景地图中基于法向量的被探面过滤方法，其特征在于：步骤(1)中所述的计算得到与建筑物立面最邻近的全景站点中心坐标，由于建筑物立面有且仅有四个顶点，分别为左下角坐标（X1,Y1,Z1）、右下角坐标（X2,Y2,Z2）、右上角坐标（X3,Y3,Z3）和左上角坐标（X4,Y4,Z4），四个顶点坐标在XY地平面的投影面是共面的；通过所述的四个顶点坐标，计算得到建筑物立面立面的中心点二维坐标（X0,Y0）；选取建筑物立面中心点（X0,Y0）作为圆心，以10～100米为半径绘制二维圆形缓冲区；判断全景站点的中心坐标是否在缓冲区内，从而得到在缓冲区内的所有全景站点中心坐标集合；根据缓冲区内的全景站点中心坐标与建筑物立面中心点的最小距离值，得到与建筑物立面最邻近的全景站点中心坐标。

3.根据权利要求1所述的一种在实景地图中基于法向量的被探面过滤方法，其特征在于：步骤(2)中所述计算得到建筑物立面的法向量，是按常规先定义建筑物立面的法向量n=（x，y，z）；在建筑物立面内找到两个不共线的向量，记为a=（a1，a2，a3），b=（b1，b2，b3）；根据法向量的定义建立方程组：

n·a=0；n·b=0；……………………………………………①

定义建筑物立面的最邻近全景站点与建筑物立面中心点的向量为c=（c1，c2，c3），定义法向量与向量c的夹角θ，根据向量的点乘公式

n·c=|n|*|c|*cosθ，………………………………………………②

其中cosθ>0即法向量为指向全景站点的正方向；结合①、②计算得到立面的法向量n。

4.根据权利要求1所述的一种在实景地图中基于法向量的被探面过滤方法，其特征在于：步骤(3)中所述在实景地图前端浏览时，选取当前与建筑物立面最邻近的全景站点的中心点(u，v)作为圆心，同样以10～100米为半径绘制二维圆形缓冲区；判断建筑物立面的中心点坐标是否在缓冲区内，从而得到在缓冲区内的所有建筑物立面集合。