[发明专利]一种基于高程分布特征的循环色带点云渲染方法

说明书

技术领域

本文发明涉及到一种基于高程分布特征的循环色带点云渲染方法，属于测绘行业和 三维激光技术领域。

背景技术

随着三维激光扫描仪技术应用到测绘行业，点云数据已经成为测绘领域中重要的数 据源，它具有高精度、高密度以及全数字等特征。对于三维激光技术通过高精度步进扫 描快速获取的现实世界中的三维空间信息，可以通过可视化技术将这些数字信息显示于 计算机中，主要用于点云数据的动态浏览显示，便于点云据后续处理中进行人机交互。

发明内容

本发明的目的是根据自定义的数据格式存储和管理点云数据，然后根据渐变色带获 取点云颜色信息，在点云实时渲染中加入透明度信息，且该透明度信息是由点云的强度 统计而来，有效地提高了点云的识别度，增强了点云渲染的对比度，辅助数字测图等相 关点云后处理，是一种便于判读的点云渲染方式。

为实现上述目的，首先使用车载(地面或者背包)三维激光测量系统采集数据，其 中车载三维激光移动测量系统包括车辆、三维激光扫描仪、GPS导航仪、惯性制导系统 和全景相机，采集数据过程在车辆行驶中进行，三维激光扫描仪用于获取点云数据，GPS 导航仪与惯性制导系统构成的POS系统用于获取姿态位置信息，按照时间对齐，根据采 集的POS信息插值结算获取三维点云数据扫描圈每一圈的姿态信息及位置信息。根据以 上数据，对点云数据进行按圈存储，其中对于一个点记录存储的信息包括三维坐标、颜 色以及强度等。

本发明提出的一种基于高程分布特征的循环色带点云渲染方法包括如下几个步骤：

步骤1、将自定义的点云三维视图嵌入到MFC的多文档视图中，采用自定义数据格 式对点云数据进行存储和管理；

步骤2、创建点云视图，使用多线程机制将点云数据加载至内存中，加载的信息包 括点云的行列数、外包围盒、点云的圈索引信息以及点云数据信息，值得一提的是，内 存中的点云是按照圈进行索引；

步骤3、通过选择自定义的渐变色带、坐标轴方向以及循环步长，设置点云视图渲 染参数；

步骤4、在点云视图的渲染过程中，根据设置的渲染参数，对点云进行着色。

4.1构造自定义渐变色带，用于点云实时渲染时取色；

4.2根据给定极大值与极小值的比例范围，去除点云高程以及强度的极大值与极小 值，统计出点云高程以及强度的最小值和最大值；

4.3根据点记录的高程来获取渐变色带中的RGB颜色，按照点记录的强度信息计算 出颜色的透明度，构成了HSV颜色的各个分量；

4.4在点云视图的实时渲染中，完成对所有点记录的绘制。

本发明具有如下优点：

1、三维激光测量系统具有抗干扰性强、精度大，密度高以及全天侯工作不间断作 业，可以快速获取以及更新数据。

2、在浏览点云的过程中，按照高程方向进行循环渐变色带渲染，便于区分路面以 及较低的植被等，提高了点云的辨识度；

3、在实时绘制过程中，将强度信息加入点渲染中，增强点云的对比度，更好地辅 助于数字测图、点云过滤以及点云分类等相关后续处理。。

附图说明

图1为一种基于高程分布特征的循环色带点云渲染方法操作流程图。

图2为本发明统计高程最值的操作流程图。

图3为本发明统计强度最值的操作流程图。

图4三维激光点云根据循环色带按Z轴方向渲染效果图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详述。

步骤1将自定义的点云视图嵌入至MFC的多文档视图中，每个点云视图可对应多个 点云对象。将点云数据加载至内存，并采用自定义的数据格式存储点云，且内存中的点 云为按圈存储，便于存取；

步骤2自定义渐变颜色二维数组colorRampList[m][n]，其中m为构建的色带编号， n为构建的色带的渐变颜色种类，然后构造渐变色带colorRamp，以10个渐变颜色种 类为例，内存中每个点记录可以按照比例值获取该渐变色带的颜色值；