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专利号: 2023100091940
申请人: 浙江柒和环境艺术设计有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2026-01-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用激光雷达进行建筑物数字建模的方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤S1、通过激光雷达对于包含建筑物的区域进行扫描,取得包含建筑物的区域上的三维点云,所述三维点云包括表示包含建筑物的区域内的建筑物的表面形状的三维坐标点,并且通过摄像装置获取包含建筑物的区域内的建筑物的摄影图像,还对于包含建筑物的区域上的所述三维点云进行预处理;

步骤S2、基于所述预处理后的所述三维点云,并且结合包含建筑物的区域的平面布局图,针对所述预处理后的所述三维点云进行分类处理,同时对于不同类别的所述预处理后的所述三维点云单独进行数字建模;

步骤S3、根据包含建筑物的区域内的建筑物的所述摄影图像,对于单独进行数字建模得到的与不同类别的所述预处理后的所述三维点云相对应的建筑物模型进行逼真处理;

对于包含建筑物的区域上的所述三维点云进行所述预处理,包括如下步骤:

步骤S11、计算所述三维点云中的全部的三维坐标点的总数量,同时设置所述预处理后的所述三维点云中的全部的三维坐标点的期望总数量,并且计算所述期望总数量占所述总数量的比例值;

步骤S12、在由所述三维点云形成的整个空间中,将所述整个空间划分为相等的第一空间和第二空间,从而将所述三维点云划分为属于第一空间的三维坐标点,以及属于第二空间的三维坐标点;

步骤S13、针对属于第一空间的三维坐标点和属于第二空间的三维坐标点,分别计算第一空间中的三维坐标点的数量与所述比例值的乘积,以及第二空间中的三维坐标点的数量与所述比例值的乘积,并且判断乘积值是否小于等于预先设定的乘积阈值;

步骤S14、当乘积满足小于等于预先设定的乘积阈值时,在相应的空间中随机去除掉一部分三维坐标点,同时停止对于相应的空间的划分,当乘积不满足小于等于预先设定的乘积阈值时,继续将相应的空间划分为相等的第一空间和第二空间,并且重复执行所述步骤S13和所述步骤S14;

针对所述预处理后的所述三维点云进行分类处理,包括如下步骤:

步骤S21、将包含建筑物的区域的所述平面布局图中的图形在所述预处理后的所述三维点云的底部平面上与所述预处理后的所述三维点云进行对准,并且沿着所述底部平面的竖直向上的法线方向向上平移所述图形;

步骤S22、在位于所述图形内的所述预处理后的所述三维点云中,确定最高的三维坐标点,同时形成最高的三维坐标点所在的并且和所述底部平面互相平行的顶部平面,还将由所述图形,所述底部平面,以及所述顶部平面所规定的空间范围内的三维坐标点划分为同一个类别,为同一个类别中的每个三维坐标点设置一个类别标识;

步骤S23、针对所述预处理后的所述三维点云中的带有所述类别标识的全部的三维坐标点,依次计算每个三维坐标点与其他三维坐标点之间的距离,当距离小于等于预先设定的距离阈值时,使用每个三维坐标点的所述类别标识修正其他三维坐标点的所述类别标识;

对于单独进行数字建模得到的与不同类别的所述预处理后的所述三维点云相对应的建筑物模型进行逼真处理,包括如下步骤:步骤S31、针对单独进行数字建模得到的与不同类别的所述预处理后的所述三维点云相对应的建筑物模型,提取建筑物模型的三维形状,对于包含建筑物的区域内的建筑物的所述摄影图像分别进行图像处理,并且分别提取所述摄影图像的二维形状;

步骤S32、分别获取建筑物模型的三维形状在XOY坐标平面,XOZ坐标平面,ZOY坐标平面上的第一投影图形,第二投影图形,以及第三投影图形;

步骤S33、基于建筑物模型的第一投影图形,先计算第一投影图形和所述摄影图像的二维形状的相似度得到第一相似度,并且对于建筑物模型的第一投影图形进行一次左右翻转,再计算左右翻转后的第一投影图形和所述摄影图像的二维形状的相似度得到第二相似度,还从第一相似度和第二相似度中选择较大的同时大于相似度阈值的相应的相似度;

步骤S34、对于建筑物模型的第二投影图形和建筑物模型的第三投影图形,分别通过与所述步骤S33相同的方法,以分别取得建筑物模型的第二投影图形的相应的相似度,以及建筑物模型的第三投影图形的相应的相似度,再结合建筑物模型的第一投影图形的相应的相似度,将与最大的相应的相似度相对应的所述摄影图像的一部分附着到建筑物模型的表面。

2.根据权利要求1所述的一种利用激光雷达进行建筑物数字建模的方法,其特征在于,在相应的空间中随机去除掉的一部分三维坐标点的数量为,相应的空间中的全部的三维坐标点的数量减去相应的空间中的全部的三维坐标点的数量与所述比例值的乘积的结果值。

3.根据权利要求1所述的一种利用激光雷达进行建筑物数字建模的方法,其特征在于,所述距离阈值大于所述预处理后的所述三维点云中的相邻两个三维坐标点之间的距离的平均值,同时又小于相邻两个不同类别的所述预处理后的所述三维点云之间的距离的平均值。

4.一种利用激光雷达进行建筑物数字建模的系统,用于实现如权利要求1‑3任一项所述的方法,其特征在于,包括如下模块:预处理模块,用于通过激光雷达对于包含建筑物的区域进行扫描,取得包含建筑物的区域上的三维点云,三维点云包括表示包含建筑物的区域内的建筑物的表面形状的三维坐标点,并且通过摄像装置获取包含建筑物的区域内的建筑物的摄影图像,还用于对包含建筑物的区域上的三维点云进行预处理;

建模模块,用于基于预处理后的三维点云,并且结合包含建筑物的区域的平面布局图,针对预处理后的三维点云进行分类处理,同时对于不同类别的预处理后的三维点云单独进行数字建模得到建筑物模型;

后处理模块,用于根据包含建筑物的区域内的建筑物的摄影图像,对于单独进行数字建模得到的与不同类别的预处理后的三维点云相对应的建筑物模型进行逼真处理。