[发明专利]一种三维模型室内外一体化构建方法及系统

权利要求书

1.一种三维模型室内外一体化构建方法，其特征在于，包括获取建筑物的室外点云数据，建立室外模型；根据所述室外点云数据筛选所述建筑物的室外轮廓点，确定室外门窗轮廓点，将所述室外门窗轮廓点中，不共面的4个拐角点作为室外标定点，任意两标定点之间的距离须大于设定阈值，然后通过所述室外标定点确定中心点，以所述中心点为原点建立空间直角坐标系；在所述建筑物的室内，室内标定点为所述室外标定点的同名点，通过所述室内标定点获取所述建筑物的室内点云数据，建立室内高精模型；运用最小二乘算法将所述室内标定点向所述室外标定点进行旋转平移，使所述室内标定点与所述室外标定点重合，完成配准，形成室内外一体化三维模型。

2.根据权利要求1所述三维模型室内外一体化构建方法，其特征在于，根据所述外部点云数据筛选所述建筑物的室外轮廓点的具体步骤为：

A.将室外点云数据投影到三维坐标系中得到一个投影基础面；

B.对该投影基础面上的投影点按照1.5倍平均点间距为间隔划分成不同投影面点云块集；

C.根据每个投影面点云块集的最高点计算相邻投影面点云块集的高差，并根据计算结果判断这两个投影面点云块集是否属于同一聚类；

其中，YOZ投影面点云块集的最高点为平面内沿着Z轴方向距离最远的投影点；如果相邻投影面点云块集的高差小于阈值，则说明这两个投影面点云块集为连续地物，属于一个聚类，否则，则作为一个新的类别；

D.通过随机采样一致性算法拟合各个聚类的投影点云，从每个聚类的投影点云中提取出建筑物轮廓线线段，并记录该建筑物轮廓线线段的起点和终点坐标，获得建筑物轮廓点云数据；

E.对采集的室外点云数据进行三维格网化，通过连通性分析对网格进行分割聚类，根据对截面二维面积小于阈值的聚类区域以及对截面形状和主轴长度的筛选，得到潜在的杆状物类别和非杆状物类别；

F.计算潜在的杆状物类别中每个聚类的质心坐标，并以该质心坐标为圆点设置一内半径和一外半径，在内半径中包含有该聚类的所有点云，内半径和外半径组成的圆环范围内无任何点云；

G.设置一个杆状物的最小高度阈值，如果潜在的杆状物类型中某个聚类的点云的高度数据大于最小高度阈值，则判断为杆状物并记录该杆状物的起点和终点坐标，提取出该杆状物的线段，获得杆状物点云数据；

H.提取出的建筑物轮廓点云数据或杆状物点云数据的特征进行匹配，判断是否为同一个建筑物轮廓或同一个杆状物；

通过平差计算对采集的点云数据进行配准，得到配准融合结果。

3.根据权利要求1所述三维模型室内外一体化构建方法，其特征在于，所述建立室外模型包括：利用倾斜摄像测量技术获取所述室外点云数据，建立所述室外模型，所述室外模型包括室外结构参数、室外位置参数和室外颜色参数。

4.根据权利要求1所述三维模型室内外一体化构建方法，其特征在于，所述建立室内高精模型包括：利用三维激光扫描仪获取室内点云数据，建立室内模型；获取室内空间的纹理图片，将所述纹理图片拼贴于所述室内模型，形成所述室内高精模型；所述室内模型包括室内结构参数、室内位置参数和室内颜色参数。

5.根据权利要求4所述三维模型室内外一体化构建方法，其特征在于，所述建立室内高精模型包括：获取室内的内部扫描属性参数，所述内部扫描属性参数包括建筑物的内部结构参数、空间布局和特征物品；根据所述内部扫描属性参数规划采集路线，以及每个采集路线的所述室内标定点，使室内移动扫描设备根据所述室内标定点对内部三维扫描数据进行拼接，形成所述室内高精模型。