[发明专利]一种从钢结构建筑点云中自动提取结构梁线和连接的方法

权利要求书

1.一种从钢结构建筑点云中自动提取结构梁线和连接的方法，其特征在于：包括如下步骤；

步骤S1：点云到图像叠加；

步骤S2：构件质心提取；

步骤S3：质心轴的区域生长。

2.根据权利要求1所述的从钢结构建筑点云中自动提取结构梁线和连接的方法，其特征在于：步骤S1中，包括如下步骤；

步骤S11：获取点云切片；

步骤S12：获取切片图像。

3.根据权利要求2所述的从钢结构建筑点云中自动提取结构梁线和连接的方法，其特征在于：步骤S11中，包括如下步骤；

步骤S111：建立笛卡尔坐标系；将X轴和Y轴点云的轴线与建筑的主轴线相对应，点沿切片轴按升序排序；

步骤S112：获取每个扫描点；将每个扫描点由四个元组表示为(X,Y,Z,I)，代表X-轴，Y-轴，Z-轴坐标及该扫描点的强度值；坐标以物理单位和强度值为单位I记录的反射率为1到255之间的点；

步骤S113：使用点云切片的数量N来定义点云切片厚度t_slice，满足关系式为：

z_max表示为z-点云中的z轴坐标的最大值，z_min表示为z-点云中的z轴坐标的最小值，N表示为所选点云切片的数量；

步骤S114：将z_min的数据归零处理，步骤S113中关系式可简化表示为：

步骤S115：点云切片中在z方向绑定所有点i；满足关系式：

i从0到N-1。

4.根据权利要求2所述的从钢结构建筑点云中自动提取结构梁线和连接的方法，其特征在于：步骤S12中，包括如下步骤；

步骤S121：获取每个点云切片的像素坐标；将像素坐标与物理坐标的转换比率设为r，单位为每单位长度的像素；对于一个z-切片定义关系式表示为：

vox表示为体素化算子，p_x和p_y分别表示为图像中的像素坐标，I_avg表示为该点在图像中的平均强度值。

步骤S122：将每个点云切片的像素转换为图像并保存。

5.根据权利要求1所述的从钢结构建筑点云中自动提取结构梁线和连接的方法，其特征在于：步骤S2中，包括如下步骤；

步骤S21：对步骤S122中的图像进行图像处理；

步骤S22：将步骤S21中处理后的图像与模板横截面进行卷积；

步骤S23：将二维图像质心投影到三维空间。

6.根据权利要求5所述的从钢结构建筑点云中自动提取结构梁线和连接的方法，其特征在于：步骤S21中，包括如下步骤；

步骤S211：使用图像过滤器对步骤S122中的切片图像进行过滤处理；

步骤S212：使用形态学算子对步骤S211过滤后的切片图像进行处理。

7.根据权利要求6所述的从钢结构建筑点云中自动提取结构梁线和连接的方法，其特征在于：步骤S22中，包括如下步骤；

步骤S221：选择多个模板核；

步骤S222：将每个模板核与相应切片方向的所有N个图像进行卷积；

步骤S223：获取与模板核对应的横截面的质心并获取对应每个构件质心的像素坐标(p_x，p_y)。