判斷是否為地面點(diǎn)；
[0126] (326)重復(fù)步驟（323)至（325)直到處理完所有待分類點(diǎn)，并且保存新增加地面 點(diǎn)，將新增地面點(diǎn)傳出，供后續(xù)步驟處理。
[0127] 按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。值得說明的是，基于上述設(shè)計(jì)原理的前 提下，為解決同樣的技術(shù)問題，即使在本發(fā)明所公開的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上做出的一些無實(shí)質(zhì)性的 改動(dòng)或潤色，所采用的技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)仍然與本發(fā)明一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范 圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種自適應(yīng)復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)的點(diǎn)云濾波方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 構(gòu)建點(diǎn)云金字塔； (2) 采用格網(wǎng)窗口最大的金字塔層級(jí)數(shù)據(jù)初始化地面點(diǎn)G，并將下一級(jí)數(shù)據(jù)加入待分 類點(diǎn)U，更新待分類點(diǎn)； (3) 迭代處理點(diǎn)云金字塔的所有層級(jí)，處理完所有待分類點(diǎn)，并且保存新增加地面點(diǎn) (31) 利用已有地面點(diǎn)，采用具有局部抗噪性的DEM內(nèi)插算法獲取地面DEM，并同時(shí)獲取 對(duì)應(yīng)區(qū)域的彎曲能量； (32) 根據(jù)DEM、彎曲能量以及金字塔尺度信息，采用自適應(yīng)復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)選 方法獲取濾波閾值并進(jìn)行濾波，區(qū)分地面點(diǎn)與非地面點(diǎn)； (33) 重復(fù)步驟（31)~（32)，直至無新增地面點(diǎn)； (4) 存儲(chǔ)分類后的地面點(diǎn)與非地面點(diǎn)，其中，地面點(diǎn)標(biāo)記為2,非地面點(diǎn)標(biāo)記為1。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)的點(diǎn)云濾波方法，其特征在于，在 構(gòu)建點(diǎn)云金字塔之前，剔除粗差數(shù)據(jù)，其具體方式如下： 首先，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建KD-樹的索引結(jié)構(gòu)；然后，對(duì)每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行半徑搜索，計(jì)算在5米半 徑內(nèi)的點(diǎn)的數(shù)目，統(tǒng)計(jì)其均值y和標(biāo)準(zhǔn)差〇，將鄰域內(nèi)的點(diǎn)數(shù)目小于y-3 〇的點(diǎn)視為孤立 點(diǎn)，進(jìn)行移除。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)的點(diǎn)云濾波方法，其特征在于，所 述步驟（1)的具體方式如下： (11) 根據(jù)用戶輸入的最大窗口大小Wmax與最小窗口大小wmin，均勾獲取一系列金字塔 窗口大小W; (12) 從最粗層級(jí)開始，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)則格網(wǎng)劃分，每個(gè)格網(wǎng)中記錄該格網(wǎng)的最低 點(diǎn)，并從原始點(diǎn)云中移除； (13) 迭代處理所有層級(jí)，建立點(diǎn)云金字塔。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)的點(diǎn)云濾波方法，其特征在于，所 述步驟（31)中具有局部抗噪性的DEM內(nèi)插算法包括以下步驟： (311) 在獲取所有地面點(diǎn)之后，迭代處理所有地面點(diǎn)，確定所有數(shù)據(jù)點(diǎn)的三維軸向外包 盒大小，用于后續(xù)確定DEM范圍、行列數(shù)信息； (312) 初始化DEM和彎曲能量柵格結(jié)構(gòu)，并根據(jù)金字塔層級(jí)信息，計(jì)算正則化約束權(quán)重 入； (313) 對(duì)地面點(diǎn)的二維平面坐標(biāo)，構(gòu)建KD-樹的空間索引，用于迭代處理DEM格網(wǎng)的近 鄰索弓丨，內(nèi)插對(duì)應(yīng)的格網(wǎng)信息； (314) 對(duì)每一DEM格網(wǎng)，求取該格網(wǎng)處的二維平面坐標(biāo)（X，Y)，在KD-樹索引中按自適 應(yīng)半徑增長方法搜索至少9個(gè)近鄰點(diǎn)，并且獲取其對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)（X，Y，Z)，作為樣條函數(shù) 的控制點(diǎn)； (315) 根據(jù)控制點(diǎn)三維坐標(biāo)，更新樣條函數(shù)矩陣，用于計(jì)算樣條函數(shù)參數(shù)，樣條函數(shù)的 解具有線性方程的閉合解形式，采用QR分解求解樣條函數(shù)的參數(shù)信息； (316) 利用樣條函數(shù)參數(shù)，計(jì)算DEM格網(wǎng)對(duì)應(yīng)二維平面坐標(biāo)（X，Y)處的高程值z并保存 入DEM的柵格結(jié)構(gòu)Z中； (317) 重復(fù)步驟（314)至（316)直至迭代處理所有DEM格網(wǎng)，獲取最終的DEM與彎曲能 量柵格圖。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自適應(yīng)復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)的點(diǎn)云濾波方法，其特征在于，所 述步驟（313)的具體方式如下：根據(jù)獲取所有地面點(diǎn)的二維平面坐標(biāo)（X，Y)，采用開源算法 建立二維地面點(diǎn)數(shù)據(jù)的KD-樹索引；其中KD-樹中的索引序號(hào)與地面點(diǎn)序號(hào)相同。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自適應(yīng)復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)的點(diǎn)云濾波方法，其特征在于，所 述步驟（314)的具體方式如下： (3141) 計(jì)算DEM格網(wǎng)點(diǎn)處的二維平面坐標(biāo)（X，Y); (3142) 獲取當(dāng)前窗口大小w，并且以此初始化一個(gè)數(shù)組r= |^￥，2￥，3￥，4￥，5￥]，對(duì)應(yīng)半 徑搜索窗口大小； (3143) 從最小的搜索半徑r=w開始，利用KD-樹索引，搜索半徑r中包含的點(diǎn)的索引 號(hào)，并且獲取對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)（X，Y，Z); (3144) 將所有三維點(diǎn)分為4個(gè)象限，每個(gè)象限中的三維點(diǎn)，按與EffiM格網(wǎng)點(diǎn)距離大小由 小到大排序； (3145) 若每象限點(diǎn)數(shù)均大于等于4,則每個(gè)象限選取離格網(wǎng)點(diǎn)最近的三維點(diǎn)，作為樣 條函數(shù)控制點(diǎn)； 若其中一個(gè)象限點(diǎn)數(shù)小于4,則增大搜索半徑r =r1+l，并且重復(fù)步驟（3143)~ (3145)，直至r= 5w; 若搜索半徑r= 5w，近鄰點(diǎn)仍小于9,則將該格網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置為無效之-9999,并跳過后續(xù)步 驟（315)和（316); (3146) 返回搜索到的近鄰點(diǎn)的索引號(hào)集合，并且獲取對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)，用于計(jì)算樣條 函數(shù)的控制點(diǎn)。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自適應(yīng)復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)的點(diǎn)云濾波方法，其特征在于，所 述步驟（316)的具體步驟如下： (3161) 計(jì)算DEM高程值：將DEM格網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)（X，Y)和樣條函數(shù)參數(shù)多和3 ,帶入函數(shù) Z(X，Y)之中，即求得DEM對(duì)應(yīng)格網(wǎng)處的高程值，并存入DEM對(duì)應(yīng)的行列號(hào)之中； (3162) 計(jì)算DEM格網(wǎng)處的彎曲能量：根據(jù)樣條函數(shù)參數(shù)#以及矩陣K，計(jì)算樣條函數(shù)的 彎曲能量并存入彎曲能量對(duì)應(yīng)的行列號(hào)之中； H-. (3163) 直至計(jì)算完所有格網(wǎng)點(diǎn)的信息，并將計(jì)算完成的DEM與彎曲能量傳出至下一階 段處理。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自適應(yīng)復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)的點(diǎn)云濾波方法，其特征在于，所 述步驟（32)中自適應(yīng)復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)選方法包括以下步驟： (321) 依據(jù)金字塔層級(jí)信息s，計(jì)算當(dāng)前層級(jí)對(duì)應(yīng)的尺度補(bǔ)償閾值Ts; (322) 對(duì)彎曲能量柵格圖，統(tǒng)計(jì)其最大值與最小值，并采用分段線性內(nèi)插的方式，將彎 曲能量轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的彎曲能量補(bǔ)償閾值Tb; (323) 對(duì)每一待分類點(diǎn)，計(jì)算其落入對(duì)應(yīng)層級(jí)的格網(wǎng)行列坐標(biāo)，采用雙線性內(nèi)插方式， 獲得對(duì)應(yīng)3X3鄰域DEM與彎曲能量柵格圖上的高程均值Zni和彎曲能量補(bǔ)償值Tb; (324) 計(jì)算自適應(yīng)濾波閾值：T=Tb+Ts+t; (325) 依據(jù)待分類點(diǎn)高程，DEM高程與濾波閾值之間關(guān)系判斷該點(diǎn)為地面或非地面點(diǎn)； (326)重復(fù)步驟（323)至（325)直到處理完所有待分類點(diǎn)，并且保存新增加地面點(diǎn)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種自適應(yīng)復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)的點(diǎn)云濾波方法，其特征在于，所 述步驟（321)中閾值計(jì)算方式如下： 最粗的金字塔層級(jí)，補(bǔ)償閾值為Ts=Tsmax; 最精細(xì)的金字塔層級(jí)，補(bǔ)償閾值為〇 ; 中間金字塔層級(jí)，補(bǔ)償閾值根據(jù)窗口大小w采用線性內(nèi)插方法獲取，即10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種自適應(yīng)復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)的點(diǎn)云濾波方法，其特征在于，所 述步驟（322)獲取彎曲能量補(bǔ)償閾值Tb的具體步驟為： (3221) 對(duì)所有DEM格網(wǎng)點(diǎn)的彎曲能量從小至大排序； (3222) 將所有彎曲能量均分為10段，并記錄分割處的彎曲能量大小 [b〇,bu....., b10]； (3223) 設(shè)置一最大補(bǔ)償閾值Tjnax，對(duì)所有彎曲能量值b，進(jìn)行分段內(nèi)插，若其落入第i 段之內(nèi)，則1
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)的點(diǎn)云濾波方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中于地形起伏變化、城市區(qū)域地物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致的濾波算法對(duì)參數(shù)變化敏感，誤分類嚴(yán)重的問題。該自適應(yīng)復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)的點(diǎn)云濾波方法包括以下步驟：（1）構(gòu)建點(diǎn)云金字塔；（2）采用最粗層級(jí)的金字塔數(shù)據(jù)初始化地面點(diǎn)G，并將下一級(jí)數(shù)據(jù)加入待分類點(diǎn)U，更新待分類點(diǎn)；（3）迭代處理點(diǎn)云金字塔的所有層級(jí)，處理完所有待分類點(diǎn)，并且保存新增加地面點(diǎn)；（32）根據(jù)DEM、彎曲能量以及金字塔尺度信息，采用自適應(yīng)復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)選方法獲取濾波閾值并進(jìn)行濾波，區(qū)分地面點(diǎn)與非地面點(diǎn)；（33）重復(fù)步驟（31）~（32），直至無新增地面點(diǎn)；（4）存儲(chǔ)分類后的地面點(diǎn)與非地面點(diǎn)。
【IPC分類】G06T17/05
【公開號(hào)】CN105118090
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510257599
【發(fā)明人】胡翰, 丁雨淋, 朱慶, 齊華
【申請(qǐng)人】西南交通大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月19日