[发明专利]基于模态点演化的地面LiDAR点云枝叶分离方法

权利要求书

1.一种基于模态点演化的地面LiDAR点云枝叶分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，采用Mean Shift分割方法对地面LiDAR点云进行分割，以获取模态点；

S2，利用模态点构建图形结构并进行最短路径分析；

S3，基于路径回溯和节点演化进行叶子节点探测；

S4，基于节点访问频率和节点演化进行枝干节点探测；

其中，步骤S2中，利用模态点构建的图形结构中每条边长代表相邻模态点之间的距离，每个节点与基点之间都存在一条路径，所述基点为指高程值最小的模态点；

步骤S2中，采用下式对图形结构进行约束：

式中，Edge(p_i,p_j)为节点p_i和p_j之间的边，dis(p_i,p_j)为这两节点间的几何距离，r是约束半径；

步骤S2中，采用下式进行最短路径分析：

SP(Graph,base,p_m)＝{p_m,p_n,L,base}

式中，SP(g)代表最短路径，Graph表示所构建的图，base表示基点，p_m表示端节点，p_n是最短路径经过的节点；

步骤S3中，路径回溯表示删除从端节点到基点的系列节点，删除的节点由回溯步数决定；

步骤S3中，路径经过的节点称为种子点，对于每一个种子点根据下式计算其邻近节点：

SPL(p_i,p_j)＝SP(Graph,p_i,p_j,weights)

式中，p_j是图中的节点，n是图中的节点个数，ctd(p_i,p_j)表示节点p_i到p_j的通勤时间距离，weights表示Graph中不同节点之间的权重，D是演化半径的阈值；

步骤S3中，在找到每个种子节点的邻近点之后，依据种子节点进行演化，若节点p_i满足下式所述的条件，节点p_i将被演化为非叶子节点；

式中，表示节点p_i到基点的路径长度小于种子节点到基点的路径长度；

步骤S4中，采用下式探测枝干节点：

式中，为节点p_i的访问次数，max(log(f))表示节点访问频率对数的最大值，n是节点的个数，δ为一常数。

2.根据权利要求1所述的基于模态点演化的地面LiDAR点云枝叶分离方法，其特征在于，步骤S1中，采用下式计算Mean Shift向量：

式中，Meanshift_h(V_p)表示MeanShift向量，对于三维点云而言，V_p表示p点的三维坐标，n表示邻近点数目，n的值由带宽h决定，G()为高斯方程。

3.根据权利要求2所述的基于模态点演化的地面LiDAR点云枝叶分离方法，其特征在于，带宽h的取值范围为：h∈[0.5,1.0]。