[发明专利]基于城市点云数据的绿视率计算方法

权利要求书

1.基于城市点云数据的绿视率计算方法，其特征在于：包括以下步骤；

步骤S0：通过变尺度拟合地面三角网提取地面点的算法，把侧视激光点云数据分割为地面点云和非地面点云；

步骤S1：对非地面点云采用基于DBSCAN的分层点云分割算法，以其每个对象在垂直方向上每层点云中心的平面位置分布一致性，使用DBSCAN聚类方法提取每个实体的每层中心位置，然后基于每个实体垂直方向的连续性判断点云空间关系，进而对点云进行实体分割；

步骤S2：利用PointNet++深度学习网络对步骤S1的实体分割结果进行分类，提取绿色植物的点云；

步骤S3：基于植物冠层点云、枝干点云以及人工建筑点云的几何特征差异性，利用超体素几何特征的分类优化方法，以超体素作为分类基元，以几何特征作为分类特征，对植物中的枝干和其它地物进行进一步的去除，优化提取绿色植物点云的精度；

步骤S4：按人眼在观测点处的视角，通过分类优化后的绿色植物点云数据来模拟人的视觉感知，根据人眼视觉范围，从水平和垂直方向将可视域分割成子视角，根据子视角中距离观察点最近的点的地物类型为绿色植物的子视角数与子视角总数的比值，得出每个观测点的绿视率；

所述步骤S4的具体实现步骤如下：

步骤S41：当人在行走场景中且视野方向无法确定时，将水平方向的视角设置为360°，垂直方向的视角设置为向上30°，向下30°，以及人平均身高和在车辆中的平均高度，将观测点的位置高度设置为1.3m；

步骤S42：以类似中心投影的方式将视角按照预设的角度进行分割；具体为：假设观察点位于O点，则某一点A以其与观察点O的连线OA在xoy平面的投影OA₁与x轴正方向的夹角作为A点的水平角θ，以其与观察点O的连线OA在xoz平面的投影OA₂与z轴负方向的夹角作为视线的垂直角θ和的计算公式为：

设定水平视角为Δθ，垂直视角为水平、垂直角分割角度分别为则可以分割出ViewW×ViewH个子视角，用于对应图像中的一个像素，其中：

将点云中所有点按照公式三判断属于的子视角，并获取每个视角中距离观察点最近的点所属的地物类别为绿色植物的点云，作为可视子视角；

其中，(w、h)为所处子视角的位置，为第i点的水平角和垂直角，为设定的最小水平角以及垂直角，另外为最大水平角以及垂直角，当某一点水平角或垂直角不在最小水平角(垂直角)与最大水平角(垂直角)之间，则认为该点不在视野范围内；

步骤S43：获取了所有子视角可以看到的地物后，对所有子视角进行整合，得出该观测点的绿视率，其计算公式为：绿视率＝视角内最近点归类为绿色植物的子视角数量/视角内总的子视角数量，某一观测点的绿视率GVI以公式表述为

N＝ViewW×ViewH (公式四)其中，N_Green为看到绿色植物的子视角数量，即视角内最近点归类为绿色植物的子视角数量。

2.根据权利要求1所述的基于城市点云数据的绿视率计算方法，其特征在于：所述步骤S0中利用变尺度拟合地面三角网，从而对点云进行地面滤波需要多次迭代滤波，当地面点与非地面点明显分割时，结束迭代。