[发明专利]基于密度峰值聚类的杆状物规则化三维建模方法及系统

摘要

本发明涉及一种基于密度峰值聚类的杆状物规则化三维建模方法及系统，包括针对车载激光雷达所获取原始的点云数据，进行体素重采样，去除离群点，将场景点云进行格网化分割，对各网格分别通过高程直通滤波去除地面点和高层建筑点，然后向三维坐标系的三个坐标平面分别投影；对各网格采用基于密度峰值和距离属性的聚类方式分别在三个投影平面中进行聚类；用规则的空间立方体包围盒对对同一类的点云限定其空间范围，根据先验知识对空间立方体包围盒内的杆状物进行提取，得到杆状物特征参数；进行建模，还原杆状物。本发明可以对绝大部分环境下的杆状物做到快速、高效、准确的提取，并与数字城市集成，实现数字城市中的杆状物精细化和真实化建模。

主权项

一种基于密度峰值聚类的杆状物规则化三维建模方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤一，点云数据的预处理，包括针对车载激光雷达所获取原始的点云数据，进行体素重采样，去除离群点，将整个场景的点云进行格网化分割，对各网格分别通过高程直通滤波去除地面点和高层建筑点，然后向三维坐标系的三个坐标平面XOY、XOZ和YOZ分别投影，所述三维坐标系的Y方向指向正北方向、Z方向指向竖直方向，按右手规则建立；步骤二，点云数据的聚类，包括针对步骤一的预处理结果，对各网格采用基于密度峰值和距离属性的聚类方式分别在三个投影平面中进行聚类，在聚类结束后，将每一类对应的点序号存入相应的动态链表中；步骤三，杆状物的提取，包括根据步骤二所得三个投影平面的聚类结果，用规则的空间立方体包围盒对对同一类的点云限定其空间范围，将每一类的立方体与立方体内的地物及构成地物的点云建立映射关系，根据先验知识对空间立方体包围盒内的杆状物进行提取，得到杆状物特征参数；所述用规则的空间立方体包围盒对对同一类的点云限定其空间范围，包括对各网格中每一类分别根据三个投影平面中所有点的X、Y、Z坐标最大最小值求交得到对应的包围立方体，同时获得该包围立方体对应的所有内部点序号索引，然后对将邻近的处理网格进行相近类别合并，并更新得到最终的空间立方体包围盒；所述先验知识为，杆状物在XOY平面的投影面能够用参数椭圆进行最小二乘拟合，在XOZ或者YOZ平面的投影面能够用平行四边形进行最小二乘拟合；所述对空间立方体包围盒内的杆状物进行提取，通过紧致性分析和连通域分析实现；步骤四，杆状物的建模，包括根据步骤三所得杆状物特征参数，进行建模，还原杆状物。