[发明专利]房屋外部的空间照片到屋顶CAD图纸的自动化转换方法

摘要

本发明涉及一种房屋外部的空间照片到屋顶CAD图纸的自动化转换方法，无人机拍摄一组房屋外部照片，将获取的照片导入自动处理软件，得到数字表面高程图，进行数据算法处理后，得到光伏电站有效区域轮廓的点集和有效区域轮廓内障碍物轮廓点集坐标信息传递到CAD软件中，进行自动化绘制，输出CAD图纸。通过本发明方法，直接输出光伏电站区域的图纸，包含区域内的障碍物等信息，极大的降低了勘测风险，提高了作业效率。

主权项

1.一种房屋外部的空间照片到屋顶CAD图纸的自动化转换方法，其特征在于，无人机拍摄一组房屋外部照片，将获取的照片导入自动处理软件，得到数字表面高程图，进行数据算法处理后，得到光伏电站有效区域轮廓的点集和有效区域轮廓内障碍物轮廓点集坐标信息传递到CAD软件中，，进行自动化绘制，输出CAD图纸；数据算法处理的具体步骤如下：数字表面高程图中含有由点(Xm,Yn,H(Xm,Yn))组成的点集，Xm为地理横坐标，Ym为地理纵坐标，H(Xm,Yn)为高程数据，单位为米；同时，数字表面高程图中像素点为(Xm,Yn)，像素点的高程值为H(Xm,Yn)，m∈(1,M)n∈(1,N)，M和N为数字表面高程图中横纵像素点的个数；1)刺点确定：对图片间隔进行像素阵列选点，进行了图像降采样，选择降采集倍数k，(X_m,Y_n)变化为(X_ki,Y_kj)，遍历判断H(X_ki,Y_kj)值，当高程H(X_ki,Y_kj)≤X米，判断为无效点，X为屋顶有效高度设定值，即屋顶高度在X米以上，X米以下的点都舍弃，当高程H(X_ki,Y_kj)>X米，保留这些点作为刺点进入下一步；2)拟合平面：循环开始，以步骤1)中传递的每个有效刺点为一次循环，确定刺点的拟合平面；对步骤1)传递下来有效刺点中的任意一点(Xki,Ykj)进行该刺点的拟合平面，以(Xki,Ykj)为中心加上与其距离Y米的最近周围8个像素点，其中图像分辨率为a米/像素，Y/a值向上取整，则产生8个像素点(Xki‑Y/a,Ykj‑Y/a)，(Xki‑Y/a,Ykj)，(Xki‑Y/a,Ykj+Y/a)……(Xki+Y/a,Ykj+Y/a)，共9点空间点，进行平面拟合，获得平面Kij，计算得平面Kij与水平面倾角α，其中α<90°；对于在刺点周围领域选点中的距离Y的设定，取决于图像分辨率和模型质量，较差的模型质量需要扩大Y值来减小误差；3)共面点标记：以(Xki,Ykj)为中心，领域进行像素点外扩，第一圈周围有8个点((Xki‑1,Ykj‑1)，(Xki‑1,Ykj)，(Xki‑1,Ykj+1)……(Xki+1,Ykj+1))，第二圈有16个点，第Q圈有8Q个点；像素点外扩遇到边界值的处理方式：从中心点外扩，依次遇到图像的右边界，上边界，下边界，左边界；每次遇到边界后，该方向停止外扩，其余方向继续外扩；共面点标记：按步骤2)确认得到拟合平面Kij，以及外扩点后，计算外扩点真实高程值，与代入平面Kij后的高程值之差；以第Q圈某一像素点(Xki‑Q,Ykj‑Q)为例，H(Xki‑Q,Ykj‑Q)为该像素点的真实高程值，HKij(Xki‑Q,Ykj‑Q)为该像素点代入平面Kij的高程值，当|H(Xki‑Q,Ykj‑Q)‑HKij(Xki‑Q,Ykj‑Q)|

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