[发明专利]机载LiDAR点云辅助的正射影像镶嵌线自动选取方法及系统

权利要求书

1.一种机载LiDAR点云辅助的正射影像镶嵌线自动选取方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，数据准备，包括输入两张有一定重叠区域的正射影像和对应重叠区域的点云数据，以及重叠区域中镶嵌线的起点位置S和终点位置E、点云格网的尺寸；

步骤二，基于点云数据通过动态规划获取初始镶嵌线，包括将点云按照平面坐标进行规则划分，得到规则体素，然后以体素为单元通过动态规划找出从S到E的最优镶嵌线，作为初始镶嵌线，其结点均为体素的中心；

实现过程中，定义原始点云为划分的点云体素为动态规划问题的目标函数为：

其中，指的是从起始体素到体素的最小代价，这一最小代价对应的是体素到体素的最优路径；指的是体素的相邻点云体素，β为调和系数，为从体素到某一个相邻体素的路径的局部代价函数；

β的取值如下，

步骤三，基于影像信息的镶嵌线优化，包括在通过点云动态规划得到的初始镶嵌线的基础上，利用影像信息进行优化，得到优化后平滑的镶嵌线。

2.根据权利要求1所述的一种机载LiDAR点云辅助的正射影像镶嵌线自动选取方法，其特征在于：局部代价函数定义为，

其中，λ为系数，与分别为体素与体素的平均归一化高程。

3.根据权利要求1所述的一种机载LiDAR点云辅助的正射影像镶嵌线自动选取方法，其特征在于：步骤三中，定义基于点云获得的初始镶嵌线为在正射影像重叠区范围内将这一折线进行膨胀，得到缓冲区域，定义为

式中，∩为区域求交的符号，为将镶嵌线进行膨胀后得到的区域，R为膨胀半径；

在基于影像信息的镶嵌线优化中，采用chon的优化函数来根据某一位置p上两张正射影像的影像信息，计算该位置的镶嵌线通过代价并缩小缓冲区内部的

得到局部代价函数Cost(p)，

其中β′为缩小系数。

4.一种机载LiDAR点云辅助的正射影像镶嵌线自动选取系统，其特征在于，包括如下模块：

第一模块，用于数据准备，包括输入两张有一定重叠区域的正射影像和对应重叠区域的点云数据，以及重叠区域中镶嵌线的起点位置S和终点位置E、点云格网的尺寸；

第二模块，用于基于点云数据通过动态规划获取初始镶嵌线，包括将点云按照平面坐标进行规则划分，得到规则体素，然后以体素为单元通过动态规划找出从S到E的最优镶嵌线，作为初始镶嵌线，其结点均为体素的中心；

实现过程中，定义原始点云为划分的点云体素为动态规划问题的目标函数为：

其中，指的是从起始体素到体素的最小代价，这一最小代价对应的是体素到体素的最优路径；指的是体素的相邻点云体素，β为调和系数，为从体素到某一个相邻体素的路径的局部代价函数；

β的取值如下，

第三模块，用于基于影像信息的镶嵌线优化，包括在通过点云动态规划得到的初始镶嵌线的基础上，利用影像信息进行优化，得到优化后平滑的镶嵌线。

5.根据权利要求4所述的一种机载LiDAR点云辅助的正射影像镶嵌线自动选取系统，其特征在于：局部代价函数定义为，

其中，λ为系数，与分别为体素与体素的平均归一化高程。

6.根据权利要求4或5所述的一种机载LiDAR点云辅助的正射影像镶嵌线自动选取系统，其特征在于：第三模块中，定义基于点云获得的初始镶嵌线为在正射影像重叠区范围内将这一折线进行膨胀，得到缓冲区域，定义为

式中，∩为区域求交的符号，为将镶嵌线进行膨胀后得到的区域，R为膨胀半径；

在基于影像信息的镶嵌线优化中，采用chon的优化函数来根据某一位置p上两张正射影像的影像信息，计算该位置的镶嵌线通过代价并缩小缓冲区内部的

得到局部代价函数Cost(p)，

其中β′为缩小系数。