[发明专利]基于点云数据的结构件测量方法及装置

权利要求书

1.一种基于点云数据的结构件测量方法，其特征在于，包括：

通过激光扫描获取建筑物的点云数据；

以预设距离在水平方向对所述点云数据进行切片处理，并将切片上的点云数据转换为第一图像，所述第一图像包括灰度图像；

通过深度神经网络识别出所述第一图像中的目标结构件，所述目标结构件包括所述建筑物的梁、柱以及墙，以预设切片位置在垂直方向对所述点云数据进行切片处理，并将切片上的点云数据转换为第二图像，通过深度神经网络识别出所述第二图像中的目标结构件，将所述第一图像中的目标结构件与第二图像中的目标结构件进行交叉验证，其中所述预设切片位置为根据所述建筑物中柱状结构的横纵坐标进行分层聚类计算得到的；

从所述点云数据中分割出所述目标结构件的点云测量点，获取所述目标结构件横截面的形状，其中横截面的形状包括椭圆形和矩形，对所述形状进行拟合并获取所述形状的参数向量，基于所述参数向量以及所述点云测量点计算误差方程，根据所述误差方程通过最小二乘法平差计算迭代求解，以得到所述目标结构件的位置和尺寸信息，首先建立参数向量，该向量中的参数个数与拟合二维形状的自由度相同，对于自由度为5的矩形或椭圆，为[x_c, y_c,m_x,m_y,α]^T，对于自由度为4的正四边形，则为[x_c, y_c,m,α]^T，x_c、y_c为拟合椭圆形或矩形的中心坐标，m_x、m_y为拟合椭圆形长短轴或矩形长短边的长度系数，α为拟合椭圆形或矩形的倾角，当所述形状拟合为圆形时，则参数向量中不包含α，基于参数向量，构建误差方程：

上式中P_i是拟合函数F上的点：

即：，其中拟合函数F(φ)由变量φ的多个三角函数构成；

对于矩形或正四边形，拟合函数P为正四边形：

对于椭圆或圆形，拟合函数P为圆形：

。

2.如权利要求1所述的基于点云数据的结构件测量方法，其特征在于，所述将切片上的点云数据转换为第一图像，包括：

根据所述切片上点云数据计算每个点到切片平面上的距离；

将所述距离等比转换为灰度值，并以所有点的灰度值构成所述切片平面的第一灰度图像。

3.如权利要求1所述的基于点云数据的结构件测量方法，其特征在于，所述预设切片位置的计算步骤包括：

识别所述建筑物中的柱状结构，并对所述柱状结构的横纵坐标进行聚类分析；

根据聚类分析结果确定所述建筑物的柱网布置信息；

根据所述柱网布置信息计算所述建筑物中每个开间的中心点，以作为所述预设切片位置。