买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：南京市测绘勘察研究院股份有限公司

摘要：本发明公开了一种基于车载激光雷达数据自动提取行道树目标及其林木属性的方法，包括以下步骤：利用商业化软件对原始点云数据进行预处理；根据车载扫描的轨迹点确定道路行驶方向；对预处理后点云建立三维规则格网索引并结合杆状特征提取杆柱状点集；根据杆状地物上部点云的形态差异区分行道树与人造杆目标；采用分层冠幅拟合算法提取并分割树冠相连行道树；结合目标区域的数字高程模型（DEM）信息计算行道树林木属性。本发明在数据处理过程中采用全自动方式，设置好相关参数后就不再需要任何的人为干预，能够高效自动提取城市道路环境下的行道树三维信息：树木的位置、树高、胸径、冠幅、枝下高等，提高城市部件采集和测绘大比例尺地形图生产效率。

主权项：1.一种基于车载激光雷达数据自动提取行道树目标及其林木属性的方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，原始点云数据预处理：包括点云分块、地面滤波和DEM生成；在TerraSolid软件中按照自定义的方式将大范围城市道路点云划分为若干子块；利用TerraSolid软件依次对分块点云执行地面滤波操作得到地面点与非地面点，然后基于地面点云生成DEM；第二步，预处理后点云坐标转换：读取TerraSolid工程文件获取分块点云边界信息，在分块边界点集的约束下结合轨迹点的GPSTime与相邻轨迹点之间的连线斜率计算水平旋转角，然后将点云旋转至道路行驶方向与X轴平行；第三步，杆柱状点集识别与提取：对目标点云建立三维规则格网索引，以非空格网为研究单元结合地物杆状特征进行空间邻域分析获取杆柱状点集；第四步，人造杆目标的识别与滤除：第三步中获取到的杆柱状点集内也包含了一部分人造杆点云，主要根据不同杆状地物上部点云的形态差异来区分人造杆与行道树目标；第五步，相连树冠精细化分割：使用基于规则格网的空间聚类算法提取完整树冠点云；若是孤立的行道树则直接聚类即可；若存在多棵行道树树冠相连的情况，需要在聚类完毕后使用分层冠幅拟合算法分割树冠点云，实现行道树单体的精细化提取；第六步，行道树属性自动计算与成果输出：在正确提取行道树单体点云的基础上设计相关算子来自动地计算行道树的树高、冠幅、枝下高等林木属性并输出为文本文件和矢量文件；所述的第二步包括如下子步骤：1读取并解析TerraSolid工程文件：解析prj格式的工程文件，文件中包含了所有分块点云的外围水平凸包记为：C1，C2，……，Cn的顶点坐标，每个分块都对应了一个水平凸包，凸包顶点记为Q1，Q2，……，Qn；2根据轨迹点信息计算水平旋转角度：按照顺时针或逆时针依次取凸包顶点Qi与某一轨迹点G构成向量v1，与Qi+1构成向量v2，计算v1和v2的向量积，所得值同号说明当前轨迹点G在凸包内部；遍历所有轨迹点，按照上述方法确定落在当前分块点云区域内部的轨迹点；按照GpsTime升序的方式对轨迹点重新排序，计算相邻轨迹点的时间差Δt和前后轨迹点连线斜率差Δk，若满足条件：Δt＜t阈值Δk＜k阈值则认为相邻轨迹点分布在同一轨迹线上，据此成功分离出不同轨迹线上的轨迹点；取任意一条轨迹线上首尾两端轨迹点P1x1,y1、P2x2,y2，根据公式：计算水平旋转角θ；3点云坐标转换：为便于计算机处理，首先将原始点云以包围盒的几何中心Pcxc,yc,zc为固定点绕Z轴逆时针旋转θ角，然后将旋转后点云的x、y、z坐标分别减去固定的偏移量dx、dy、dz；设任意点云Px,y,z，根据公式：x'＝x-xccosθ+y-ycsinθ+xc-dx，y'＝-y-ycsinθ+y-yccosθ+yc-dy，z'＝z-dz计算坐标转换结果P'x',y',z'；所述的第四步包括如下子步骤：以杆状部分点云质心坐标所在格网为中心，从杆状物最高点开始自上而下截取m×m×n大小的格网窗口，并将窗口内点云投影到水平面内，计算投影点云在环形邻域下的方位覆盖度值W；定义东、南、西、北、东北、东南、西南、西北8个方位，行车道内侧树冠点云扫描完整但外侧只能扫描到部分点云，因此对于树冠而言至少在4个方位上存在覆盖，然而对于路灯灯头和交通标志牌以及信号灯臂而言，其投影点云呈单一方向上延伸，最多只有2个方位存在覆盖；因此设计如下判别规则：①根据公式：计算第k层环形邻域格网内的第i个方位上的覆盖度；②根据公式：计算第k层环形邻域格网的覆盖度；③根据公式：计算投影点云的整体环形邻域覆盖度W；④已知树冠点云的理论覆盖度为4，人造杆顶部点云的理论覆盖度为1，取两者平均值2.5；根据公式：来计算判别阈值WT，若WWT则将此杆目标判定为行道树，若WWT则将此杆目标判定为人造杆，需要滤除。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京市测绘勘察研究院股份有限公司 一种基于车载激光雷达数据自动提取行道树目标及其林木属性的方法