[发明专利]地形机载点云提取方法及装置

权利要求书

1.一种地形机载点云提取方法，其特征在于，包括：

将原始点云数据划分为N个点云块，并将每一个点云块划分为多个长方体栅格；

根据第i个点云块的点云数据，生成与所述第i个点云块对应的最小二乘拟合平面m_i；1≤i≤N；

计算所述第i个点云块中每一个长方体栅格的每一个点与所述平面m_i的距离，并获取所述第i个点云块中每一个长方体栅格中与所述平面m_i距离最小的点，组成第i个点云块对应的新点云数据集合；

计算所述新点云数据集合中的离群值，并滤除所述离群值，得到处理后的第i个点云块的点云数据；

所述将原始点云数据划分为多个点云块，包括：根据预设的曲率变化条件，将所述原始点云数据划分为多个点云块，且任一点云块对应的点云数据不存在地面低谷对应的点云数据；

所述将每一个点云块划分为多个长方体栅格，包括：获取所述第i个点云块的点云数据，形成第i个点集；确定所述第i个点集中的点云数据的边界；根据所述第i个点集中的点云数据的边界形成包围盒，所述包围盒包围所述第i个点云块；根据预设的长方体栅格尺寸，沿X轴方向和Y轴方向将所述包围盒划分为m×n个长方体栅格，每一个长方体栅格的高度为该长方体栅格中点云数据对应的最大z值与最小z值之差；

所述计算所述新点云数据集合中的离群值，包括：从所述新点云数据集合中选择点a，并获取所述新点云数据集合中与所述点a距离最近的x个点；从与点a距离最近的x个点中，选择点b，并获取所述新点云数据集合中与所述点b距离最近的x个点；计算偏差参数与正规化标准偏差的商，将得到的商值与预设值进行比较；当得到的商值当大于预设值时，判定所述点a为离群值；

其中，所述偏差参数DDF(a)采用如下公式计算：

所述正规化标准偏差σ_DDF(a)采用如下公式计算：其中，/b′为N(b)中的点，a′为N(a)中的点，N(a)为所述新点云数据集合中与所述点a距离最近的x个点的集合，N(b)为所述新点云数据集合中与所述点b距离最近的x个点的集合，d(b,b′)为点b与点b′的距离，d(a,a′)为点a与点a′的距离。

2.如权利要求1所述的地形机载点云提取方法，其特征在于，所述根据第i个点云块的点云数据，生成与所述第i个点云块对应的最小二乘拟合平面m_i，包括：

计算所述第i个点集的形心；

根据所述形心计算所述第i个点集的协变矩阵；

根据所述协变矩阵确定所述平面m_i的单位法矢；

根据所述单位法矢的方向，确定所述平面m_i的方向。

3.如权利要求2所述的地形机载点云提取方法，其特征在于，所述根据所述形心计算所述第i个点集的协变矩阵，包括：

采用如下公式计算所述协变矩阵：其中，CV为所述协变矩阵，/为矢量积符号，o为所述第i个点集的形心，且/p为所述第i个点集，p_j为第i个点集中的第j个元素。

4.如权利要求3所述的地形机载点云提取方法，其特征在于，所述根据所述协变矩阵确定所述平面m_i的单位法矢，包括：

获取所述协变矩阵的特征向量对应的特征值；

将最小特征值对应的特征向量作为所述平面m_i的单位法矢。

5.如权利要求4所述的地形机载点云提取方法，其特征在于，所述根据所述单位法矢的方向，确定所述平面m_i的方向，包括：

判断所述单位法矢与Z轴正方向的单位向量的夹角θ；

当cosθ＞0时，所述平面m_i的方向朝向Z轴正方向；当cosθ＜0时，将所述单位法矢反向，所述平面m_i的方向朝向Z轴正方向。