一种基于激光点云数据的3D全景模型建模方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109242966A(43)申请公布日2019.01.18(21)申请号201810888770.2(22)申请日2018.08.07(71)申请人北京道亨时代科技有限公司地址100085北京市海淀区清河三街95号同源大厦8层805室(72)发明人李伟隗刚段业兴贺蓉(74)专利代理机构北京卓岚智财知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11624代理人任漱晨(51)Int.Cl.G06T17/05(2011.01)G06T17/10(2006.01)G06T17/20(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种基于激光点云数据的3D全景模型建模方法(57)摘要本发明公开了一种基于激光点云数据的3D全景模型建模方法，包括如下步骤：S100、准备全景数据和激光点云数据；S200、统一全景数据中的位置坐标和激光点云坐标，并进行激光点云分组、抽稀、坐标变换以及激光点云节点坐标的二次剔除；S300、进行处理后的激光点云节点坐标的三角网构网以及三角网坐标点的反向变换，并形成全景模型；S400、对全景模型中的每个全景节点进行渲染处理和全景数据操作，同时加载地物三角网模型；S500、进行激光点云构造的地物三角网模型的提取与操作，采用全景模型作为背景，以很低的成本实现了大场景效果，具有沉浸式临场感的优点，仅需少量人工干预，节省人力成本，错误率低，大大提高工作效率。CN109242966ACN109242966A权利要求书1/2页1.一种基于激光点云数据的3D全景模型建模方法，其特征在于：包括如下步骤：S100、准备全景数据和激光点云数据；S200、统一全景数据中的位置坐标和激光点云坐标，并进行激光点云分组、抽稀、坐标变换以及激光点云节点坐标的二次剔除；S300、进行处理后的激光点云节点坐标的三角网构网以及三角网坐标点的反向变换，并形成全景模型；S400、对全景模型中的每个全景节点进行渲染处理和全景数据操作，同时加载地物三角网模型；S500、进行激光点云构造的地物三角网模型的提取与操作。2.根据权利要求1所述的一种基于激光点云数据的3D全景模型建模方法，其特征在于：在S200中，对每个激光点云分组具体包括步骤：S201、根据节点位置坐标与预设半径R定义的球体以及之前的激光点云统计信息，将所有与当前全景球相交的激光点文件加载到内存；S202、依次计算每个点与球心的距离，忽略距离大于R的点，对距离小于R的激光云点，将其坐标减去节点坐标后暂存；其中预设半径R为本节点需要进行三维地物建模的最远距离，节点坐标即转换为相对于节点中心的坐标。3.根据权利要求1所述的一种基于激光点云数据的3D全景模型建模方法，其特征在于：在S200中激光云点的抽稀，包括设定一个XYZ方向均可设置的抽稀距离D，并将D值赋值到各种坐标轴上，将当前节点激光点云包围在以D为间隔划分的若干个空间立方体上，依次遍历每个节点，并划分到所属立方体当中，每个立方体中仅保留1个激光点。4.根据权利要求1所述的一种基于激光点云数据的3D全景模型建模方法，其特征在于：将激光点云的空间三维直角坐标变换为经度、纬度和高程表示的坐标，具体变换步骤：对于任意一个激光点P(x,y,z)，将其转换为极坐标(r,φ,θ)，紧接着转换为(u,v,w)：u＝φv＝θw＝R-r其中x表示正东方向，y表示正北，z表示高度，r表示P与O之间的距离，φ表示OP在水平面投影与OX轴的夹角，θ表示OP与OZ的夹角；转换完毕后，u的取值范围是0～360°，0°表示正东方向，随着u值的增大绕高度轴方向逆时针旋转，90°为正北方向，180°为正西方向，270°为正南方向，360°仍然为正东方向，当范围值与全景纹理图片的左右两侧不一致时，进一步调整u坐标的最小值和最大值，保持与全景纹理图片左右两侧一致；同时将激光点云中的每个点的高程与周围点的高程进行对比，对明显低于周围点高程的点进行二次剔除。5.根据权利要求1所述的一种基于激光点云数据的3D全景模型建模方法，其特征在于：将S200处理后的激光点云的节点进行不规则三角网构网操作生成三角网，构网过程中只进行uv坐标的平面构网，并根据构网后数据的uv坐标计算成全景纹理图片坐标，对于采用Direct3D图像引擎，全景纹理图片坐标原点在左上角，X轴向右，范围0～1,Y轴向下，范围02CN109242966A权利要求书2/2页～1，其计算全景纹理图片坐标方法：Xt＝u/360.0Yt＝v/180.0在激光点云构网中，仍需要构建整个球面背景，球面点的空间坐标和纹理坐标都可以采用设定的D值下的经纬度间隔以及半径R计算；最后将构网后的激光点云坐标进行空间三维直角坐标的反向转换，并完成激光点云构网为三维模型，其