[发明专利]一种基于建筑物三维线段模型的假设平面拟合方法

摘要

本发明公开了一种基于建筑物三维线段模型的假设平面拟合方法，针对目前尚无有效的仅以三维线段模型为源数据的建筑物假设平面模型拟合方法的问题，本发明仅以三维线段模型为源数据，实现了建筑物假设平面模型的快速提取。本发明的方法主要流程包括：（1）基于线段夹角对三维线段进行初步聚类；（2）从线段初始聚类中提取轴方向和非轴方向线段聚类，并以其为基准，对未分类的三维线段进行二次聚类和线段过滤，最终获取准确的线段聚类；（3）从线段模型中获取点云数据，根据线段聚类结果确定轴方向和非轴方向假设平面的法向量方向，依据这些法向量方向使用不同的方法分别对轴方向和非轴方向假设平面进行拟合，得到建筑物的假设平面模型。

主权项

1.一种基于建筑物三维线段模型的假设平面拟合方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤a、以线段夹角为考量因素，对建筑物三维线段模型中的所有三维线段按照线段方向进行初步聚类，获取三维线段的初始聚类；步骤b、根据线段聚类之间的垂直关系，从初始线段聚类中提取出所有备选轴聚类对，根据线段方向与聚类主方向的一致性构造代价函数，以此从所有备选轴聚类对中筛选出最优轴聚类对，以最优轴聚类对为基准，筛选出非轴方向聚类；步骤c、为回收上述聚类过程中遗漏的线段，以线段夹角为考量因素，对未聚类线段再次进行聚类操作，最后根据线段长度和线段聚类大小对所有已聚类线段和线段聚类进行滤波；步骤d、从轴方向线段聚类中获取点云数据，以轴方向线段聚类的主方向作为平面拟合方向，利用mean shift对点云进行平面拟合获取初始假设平面，以初始假设平面所包含线段的个数和长度作为考量因素构建代价函数来表征假设平面的可信度，以此从初始假设平面中筛选出最终的轴方向假设平面；步骤e、对于某个非轴方向线段聚类，从该线段聚类中获取点云数据，使用随机采样法获取多个平面拟合方向，沿着每一个方向使用mean shift对点云进行平面拟合，获取多个假设平面簇，再从中筛选出最优假设平面簇，并对其进行滤波处理；遍历每一个非轴方向线段聚类，重复上述操作，获取最终的非轴方向假设平面；将获得的轴方向与非轴方向的假设平面共同构成最终的假设平面模型。