[发明专利]一种空间网格模型构建方法

权利要求书

1.一种空间网格模型的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)首先分别获取空中影像数据和三维激光点云数据，并对空中影像数据进行空中三角测量和密集匹配处理，获得三维影像点云数据；

(2)使用ICP点云配准算法对三维激光点云数据和三维影像点云数据进行点云配准，实现点云的融合；

(3)对融合后的点云数据采用逐点插入算法构建四面体，对点云融合后的三维空间进行分解；

(4)对构建的四面体进行剖分，构建s-t图，包括可视信息能量项、点云法向量能量项和表面平滑能量项，依据各激光点云的散点法向量或影像点云的光线与四面体的相交信息和四面体中各三角面面积信息，添加s-t图中权值；

(5)用最小割-最大流算法求解最优表面，即得到重建模型表面。

2.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，步骤(4)中，构建能量函数的方法为：对构建的四面体表面进行Delaunay四面体剖分，将Delaunay四面体的对偶图作为s-t图的节点和有向边，s-t图包括可视信息能量项、点云法向量能量项和表面平滑能量项；

E(S)＝E_vis(S)+λ_normalE_normal(S)+λ_areaE_area(S)

λ_area＝A(T)

S为三维重建表面；

E(S)为三维重建表面能量函数；

E_vis(S)为可视信息能量项；

E_normal(S)为点云法向量能量项；

E_area(S)为表面平滑能量项；

λ_normal为点云法向量能量项权值；λ_area为表面平滑能量项权重。

N_c(X)为三维模型的可视影像数量，s(V)为四面体顶点V的聚合点集，A(T)为曲面面积。

3.如权利要求2所述的构建方法，其特征在于，将Delaunay四面体的Voronoi对偶图作为有向图G，有向图的顶点对应一个Delaunay四面体，有向图的边对应四面体之间的三角面；四面体的部分顶点还要与有向图的源点s或汇点t相连，与激光点云的散点法向量相交的三角面和与影像点云的散点光线相交的三角面对应着s-t中的有向边，其中法向量或光线穿过四面体后，如果四面体在顶点和视点之间，则该四面体被归入s集合，如果四面体在顶点和视点之后，则该四面体被归入t集合，各激光点云的散点法向量或影像点云的光线与四面体的相交，法向量或光线每穿过一次三角面，加一次权，权定义为1，利用这种全局性投票，将s-t图的权值添加完毕。

4.如权利要求1或2所述的构建方法，其特征在于，步骤(5)中，用最大流-最小割算法重新标记s-t图中的节点s和t，分别表示为表面外的四面体和表面内的四面体，输出的三角网即为不同标记四面体之间的三角网，找到四面体整体最优标记即可获得重建表面。