[发明专利]一种结合语义分析的多尺度地面滤波方法

权利要求书

1.一种结合语义分析的多尺度地面滤波方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、基于点云数据设定尺度层级，采用高斯滤波的方式去除点云噪声点；

步骤2、采用移动选点和非移动选点结合，以及竖直方向选点和主方向选点结合的方式选取控制点，并拟合初始曲面；

步骤3、对拟合的初始曲面进行精细化处理，并参考上一步拟合结果结合格网大小对选取的控制点进行赋权；

步骤4、根据预先设置的阈值判断精细化处理后曲面中的地面点和地物点；

步骤5、进一步对点云进行平面检测来优化分类结果。

2.根据权利要求1所述结合语义分析的多尺度地面滤波方法，其特征在于，在步骤1中，所设定的不同尺度层级用levell表示，其中l＝0～L；最小尺度层级为level0级，最大尺度层级为levelL级。

3.根据权利要求1所述结合语义分析的多尺度地面滤波方法，其特征在于，所述步骤2的过程具体为：

按照尺度从大到小使用移动格网来选取控制点，控制点为格网最低点，根据格网的大小对每一个控制点赋予一个可信度权值；

然后选取格网主方向上的最低点作为控制点；

对选取的控制点进行薄板样条插值拟合，形成初始曲面，并添加一个合适的平滑度权值。

4.根据权利要求3所述结合语义分析的多尺度地面滤波方法，其特征在于，

所赋予的可信度权值函数的表达式为：0.03*e^(levell*levell)；

其中，levell是随着格网大小的不断细分，从0到2。

5.根据权利要求3所述结合语义分析的多尺度地面滤波方法，其特征在于，所述对选取的控制点进行薄板样条插值拟合的过程为：

薄板样条的插值函数形式如下：

Φ(x)＝c+a^Tx+w^Ts(x)

s(x)＝(σ(x-x₁),σ(x-x₂),…,σ(x-x_n))^T

其中，c∈R^1×1，a∈R^D×1，w∈R^N×1；

该插值函数总共存在N+D+1个参数，而每个观测点都能提供一个如下的约束，共N个约束条件：

y_k＝Φ(x_k)

在添加D+1个约束条件：

令：

则约束条件构成的方程组改写为：

当Γ非奇异时，这个方程组有唯一解，因此获得参数矩阵为：

将其中的S矩阵(i,i)位置上添加一个权值λ＝regularization*(a*a)+_P[i]*(a*a)；

其中regularization为设置的平滑度，a为所有点之间距离的平均值，即为：p为控制点的个数，_P[i]为第i个点的残差权值；

上述拟合初始曲面的结果存在两个版本：版本一、使用原始点云坐标进行插值；版本二、使用结构化的点云坐标进行插值。

6.根据权利要求1所述结合语义分析的多尺度地面滤波方法，其特征在于，在步骤3中，进行赋权的权值函数表示为(1-0.1*levell)*e^(d/3)；

其中，levell从3到6，d为真实点和上一步计算出的插值点的高度差。

7.根据权利要求1所述结合语义分析的多尺度地面滤波方法，其特征在于，所述步骤4的过程具体为：

若真实点与插值点的高程差在预先设置的阈值范围内，则判断为地面点；否则判断为地物点或噪声点。