[发明专利]三维点云地下车库柱状物提取与矢量自动生成方法及系统

权利要求书

1.一种三维点云地下车库柱状物提取与矢量自动生成方法，其特征在于，包含如下步骤：

三维点云俯视图投影：将获取的地下车库三维点云按空间密度投影到二维平面，生成所述地下车库三维点云的二维投影图，并将所述二维投影图的像素进行调整；

二维投影图噪点去除：对所述二维投影图进行形态学处理，去除二维投影图中柱状物以外的噪点，得到去除噪点的第二二维投影图；

柱状物矩形矢量生成：对所述第二二维投影图中点进行霍夫直线检测，得到多条直线的起始点，通过对所述多条直线的起始点使用聚类算法进行聚类得到直线簇，确定所述直线簇的轮廓矩形矢量；

柱状物矩形矢量校正：根据所述第二二维投影图中点与所述直线簇的距离，得到距离所述直线簇最近的点集，利用所述点集和矩形几何性质拟合修正矩形矢量，得到最终的柱状物矩形矢量。

2.根据权利要求1中所述的一种三维点云地下车库柱状物提取与矢量自动生成方法，其特征在于，所述三维点云俯视图投影中，三维点云投影方式为俯视图投影；所述地下车库三维点云与所述二维投影图的长宽比例为250:1；投影点的数值为地下车库三维点云俯视图的点云数量；所述二维投影图的像素由所述投影点的最大值和最小值确定。

3.根据权利要求1中所述的一种三维点云地下车库柱状物提取与矢量自动生成方法，其特征在于，所述二维投影图噪点去除中，对所述二维投影图的形态学处理包括膨胀腐蚀操作和二值化处理；

其中，所述二维投影图的形态学处理过程包括：一次迭代次数为3的膨胀操作和迭代次数为1的腐蚀操作；最优阈值化的图像二值化处理；一次迭代次数为4的膨胀操作和迭代次数为1的腐蚀操作；所述膨胀腐蚀操作的结构元均为5×5的全1矩阵。

4.根据权利要求1中所述的一种三维点云地下车库柱状物提取与矢量自动生成方法，其特征在于，所述柱状物矩形矢量生成中，所述多条直线的起始点为霍夫直线检测中累加计数值的阈值参数为80，最小线段长度阈值为200，线段上最近两点之间的阈值为21的点；所述聚类算法为Kmeans聚类，聚类簇数为4。

5.根据权利要求1中所述的一种三维点云地下车库柱状物提取与矢量自动生成方法，其特征在于，所述利用点集和矩形几何性质拟合修正矩形矢量包含对应直线的平行和垂直关系，重新拟合修正所述直线，得到最终的柱状物矢量。

6.一种三维点云地下车库柱状物提取与矢量自动生成系统，其特征在于，包括：图像转换单元、图像处理单元、图形生成单元、图形处理单元；

所述图像转换单元用于将获取的地下车库三维点云转换为二维投影图，并调整所述二维投影图的像素；

所述图像处理单元用于去除二维投影图的噪点，得到去除噪点的第二二维投影图；

所述图形生成单元用于根据第二二维投影图中的点生成柱状物矩形矢量；

所述图形处理单元用于调整校正柱状物矩形矢量。

7.根据权利要求6中所述的一种三维点云地下车库柱状物提取与矢量自动生成系统，其特征在于，所述图像转换单元具体用于：

将所述地下车库三维点云的俯视图按照所述地下车库三维点云与所述二维投影图的长宽比例为250:1转换二维投影图，并根据投影点的最大值和最小值将所述二维投影图的像素调整至(0，255)之间。

8.根据权利要求6中所述的一种三维点云地下车库柱状物提取与矢量自动生成系统，其特征在于，所述图像处理单元具体用于：

对所述二维投影图进行一次迭代次数为3的膨胀操作和迭代次数为1的腐蚀操作；最优阈值化的图像二值化处理；一次迭代次数为4的膨胀操作和迭代次数为1的腐蚀操作。

9.根据权利要求6中所述的一种三维点云地下车库柱状物提取与矢量自动生成系统，其特征在于，所述图形生成单元具体用于：

对所述去除噪点的第二二维投影图中点进行霍夫直线检测，得到多条直线的起始点；对所述多条直线的起始点使用聚类算法得到四个直线簇，确定所述四个直线簇的轮廓矩形矢量。

10.根据权利要求6中所述的一种三维点云地下车库柱状物提取与矢量自动生成系统，其特征在于，所述图形处理单元具体用于：

根据所述去除噪点的二维投影图中点与所述四个直线簇的距离，得到距离所述四个直线簇最近的点集，利用所述点集和矩形几何性质拟合修正矩形矢量，得到最终的柱状物矩形矢量。