[发明专利]一种基于三维激光点云的正射影像生成方法

权利要求书

1.一种基于三维激光点云的正射影像生成方法，其特征在于，包括：

获取目标三维点云；

将所述目标三维点云进行预处理，生成待投影点云；

将所述待投影点云进行分割，保留待投影目标；

定义投影面、投影密度参数；

以所述投影面为基准，依次计算当前点云散点到正射平面的投影坐标；计算点云正射影像的投影边界；根据所述投影边界，计算各投影点的图像坐标；根据所述图像坐标生成正射影像；

其中，将所述三维点云进行预处理，生成待投影点云，包括：整体配准和滤波规整步骤；

所述整体配准步骤，包括：

构建整体配准模型，将多站三维点云其相互约束关系，转换到统一坐标系下，形成一个整体点云模型；

将相邻两观测站的点、线、面特征作为观测值，利用间接平差理论，进行站点姿态及未知点坐标初始值解算；

在初始值基础上，以各约束误差构建的权函数为约束条件进行迭代计算，实现所有点云数据整体解算，得到所有站点空间变换参数和未知点坐标；

所述滤波规整步骤，包括：

根据可变局部曲面拟合，对散落噪声点进行检查，识别并对体外孤点、非连接项进行剔除处理；

设定局部区域的高程值，当点云数据中小于所述高程值时，则删除该点云数据，生成待投影点云。

2.如权利要求1所述的一种基于三维激光点云的正射影像生成方法，其特征在于，设定局部区域的高程值，当点云数据中小于所述高程阈值时，则删除该点云数据，包括：

将三维点云在二维XY平面进行格网划分；

计算所有点云数据在平面方向的最大值和最小值；

按照坐标轴方向以特定步长S进行等间隔格网划分，构建最小包围盒，建立一个包含M×N个包围盒的平面格网，M和N具体的计算公式如式(5)所示：

然后建立激光角点坐标与虚拟网格的映射关系，计算每个点所对应的最小包围盒网格位置，实现网格内点云快速查询，激光角点对应网格公式如式(6)：

式中，(i，j)为格网的行列号；S_X表示X坐标轴方向特定步长，S_y表示Y坐标轴方向的特定步长；

设定高程值h_a，待确定点z_i；当z_ih_a表示非地面点，z_ih_a为初步地面点；

对所述初步地面点通过高程阈值Δh与移动平面拟合，进行剔除处理。

3.如权利要求1所述的一种基于三维激光点云的正射影像生成方法，其特征在于，将所述待投影点云进行分割，保留待投影目标；包括：

选择剖面位置，将感兴趣切面位置标定；以选定位置进行点云剖切，保留待投影目标。

4.如权利要求1所述的一种基于三维激光点云的正射影像生成方法，其特征在于，以所述投影面为基准，依次计算当前点云散点到正射平面的投影坐标，包括：

设投影面法向量为F(F_x,F_y,F_z)，投影面任意一点坐标为X(x,y,z)，点云前点X₁(x₁,y₁,z₁)，投影点坐标X₀(x₀,y₀,z₀)；投影面所在平面方程如下：

FX+D＝0 (10)

其中D为平面常数，投影点与当前点连线平行于投影面法向，满足如下方程：

联立公式(10)、(11)计算得到投影点坐标X₀(x₀,y₀,z₀)。