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专利号: 2023108888091
申请人: 池州市贵鸿信息技术有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-03-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种三维高精度地图生成方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一,对各个建筑物设置像控点,并根据像控点所在位置设置无人机飞行路径,进而通过无人机采集建筑物的建筑架构信息;

步骤二,根据建筑架构信息建立建筑物的初始三维图像模型和三维点云数据,将三维图像模型与三维点云数据进行重叠映射建立准三维图像模型;

步骤三,根据建筑物内各个设施之间的关联性建立结构关系树,以及根据各个建筑物之间存在的关联性建立结构关联森林,进而对各个建筑物的准三维图像模型的缺失部分进行修补得到三维图像模型;

步骤四,根据各个建筑物对应在结构关联森林中存在的关联关系,采用神经元匹配的形式将各个三维图像模型进行拼接,进而得到区域三维地图;

所述区域三维地图的建立包括:

基于结构关联森林中各个结构关系树带有两种颜色标注的树节点,进而将结构关系树所对应的三维图像模型中相同位置的设施位置特征点设为连接突触,建立神经匹配空间,并在神经匹配空间中设置若干个信号受体,进而将所有三维图像模型按编号依次置入于神经匹配空间;

所述连接突触包括连接前突触和连接后突触,其中连接前突触用于发送请求连接信号,连接后突触用于发送响应连接信息,其中请求连接信号包括连接前突触所在三维图像模型中的编号以及其在三维图像模型中的朝向角度,响应连接信号包括连接后突触所在三维图像模型中的编号以及其在三维图像模型中的朝向,在三维图像模型上,其连接前突触和连接后突触的数量相同,且根据树节点在结构关联森林中与其关联的结构关系树的对应关系,其对应的设施位置特征点在一个三维图像模型中被标记为连接前突触,则该设施位置特征点对应在另一个三维图像模型上的设施位置特征点被标记为连接后突触;

各个三维图像模型的连接前突触或连接后突触向信号受体发送请求连接信号或响应连接信息,信号受体根据请求连接信号或响应连接信息所包含的信号在其存储的结构关联森林以及各个三维图像模型进行匹配结合,进而将相对应的连接前突触和连接后突触向信号进行匹配连接,当所有的三维图像模型的连接前突触或连接后突触都被连接后得到区域三维地图。

2.根据权利要求1所述的一种三维高精度地图生成方法,其特征在于,所述初始三维图像模型的建立包括:所述建筑架构信息包括建筑物的编号、第一脉冲雷达反射信号、第二脉冲雷达反射信号、第一倾斜图像数据和第二倾斜图像数据;

分别对第一倾斜图像数据和第二倾斜图像数据进行图像校正和影像配准,进而将二者中处于不同倾斜角度的图像部分配准至同一个经纬度下,使得二者的几何质量呈一致性;

根据处理后的第一倾斜图像数据和第二倾斜图像数据建立建筑结构三维模型,并将二者所对应的建筑结构三维模型进行重叠映射,进而得到初始三维图像模型,且在初始三维图像模型上设置若干个设施位置特征点。

3.根据权利要求2所述的一种三维高精度地图生成方法,其特征在于,所述三维点云数据的建立过程包括:对第一脉冲雷达反射信号、第二脉冲雷达反射信号进行滤波、去噪以及配准后,根据第一脉冲雷达反射信号、第二脉冲雷达反射信号上各个波峰点以及对应信号强度建立三维点云数据,将两个三维点云数据进行重叠映射,得到完整三维点云数据,在三维点云数据中的点云数据和初始三维图像模型中的设施位置特征点都设有一个对应的设施图像模型,且设施图像模型呈虚影状态。

4.根据权利要求3所述的一种三维高精度地图生成方法,其特征在于,所述准三维图像模型的建立过程包括:将初始三维图像模型与完整三维点云数据进行映射重叠,将其中设施位置特征点与点云数据处于重叠映射状态标记为确认部位,进而将确认部位所对应的设施图像模型由虚影状态转化为实影状态,进而得到准三维图像模型,其余未匹配成功的设施位置特征点标记为缺失部分。

5.根据权利要求2所述的一种三维高精度地图生成方法,其特征在于,所述结构关系树的建立过程包括:从初始三维图像模型中提取出所有的设施位置特征点,建立三维空间x‑y‑z坐标系,并基于各个设施位置特征点在初始三维图像模型中的相互对应位置将其映射至三维空间x‑y‑z坐标系中,进而从三维空间x‑y‑z坐标系的原点出发,沿三维空间x‑y‑z坐标系的z轴将各个设施位置特征点依次相连,对于相对于z轴在同一位置的设置位置特征点则沿x轴进行依次相连,对于相对于z轴和x轴在同一位置的设置位置特征点则沿y轴进行依次相连,进而得到结构关系树。

6.根据权利要求5所述的一种三维高精度地图生成方法,其特征在于,所述结构关联森林的建立过程包括:根据各个建筑物在实际场景下的相邻关系将其各自对应的结构关系树上的树节点相互映射匹配,将映射匹配成功的树节点相互连接,映射匹配失败的树节点不相连,进而得到结构关联森林;

在结构关联森林中,各个建筑物对应的结构关系树上的树节点带有颜色标注,相邻建筑物的结构关系树上的树节点的颜色不同,且相邻的结构关系树的连接树节点同时带有两种颜色。

7.根据权利要求6所述的一种三维高精度地图生成方法,其特征在于,对所述准三维图像模型进行修补的过程包括:根据各个建筑物的编号将其对应准三维图像模型映射至结构关联森林中,进而将结构关联森林中对应结构关系树上的树节点与准三维图像模型上的带有缺失部位标记的设施位置特征点进行映射匹配;

将其中与树节点成功映射匹配的设施位置特征点标记更改为确认部分其对应的设施图像模型由虚影状态转化为实影状态,进而得到三维图像模型,剩余未映射匹配成功的设施位置特征点自动删除。

8.一种三维高精度地图生成系统,用于实现权利要求1至7任一项所述的一种三维高精度地图生成方法,包括云计算中心,其特征在于,所述云计算中心通信连接有区域建筑信息采集模块、建筑信息分析模块、三维图像模型建立模块以及区域三维地图生成模块;

所述区域建筑信息采集模块设有无人机管理单元以及信息采集单元;

所述无人机管理单元用于根据采集区域的像控点所在位置建立无人机飞行路线,并管理无人机在飞行过程对采集区域内的建筑物进行拍照以及发送脉冲雷达信号;

所述信息采集单元用于对无人机所采集的信息进行预处理,进而得到采集区域内的各个建筑物的倾斜图像数据和脉冲雷达反射信号;

所述建筑信息分析模块用于根据对各个建筑物的倾斜图像数据建立初始三维图像模型,以及根据脉冲雷达反射信号建立三维点云数据,进而将初始三维图像模型与三维点云数据进行重叠映射,进而得到准三维图像模型;

所述三维图像模型建立模块用于建立结构关系树以及结构关联森林,根据结构关系树在结构关联森林中的关联关系,对准三维图像模型进行修正得到三维图像模型;

所述区域三维地图生成模块用于建立神经匹配空间,进而根据各个结构关系树在结构关联森林中的对应关系,对其对应的三维图像模型设置连接突触,将三维图像模型添加到神经匹配空间中的进行连接突触匹配得到区域三维地图。

9.一种三维高精度地图生成云平台,用于实现权利要求1至7任一项所述的一种三维高精度地图生成方法,包括主控云节点,其特征在于,所述主控云节点通信管理有信息采集工作云节点、信息分析工作云节点、地图建立工作云节点;

所述信息采集工作云节点用于采集区域内建筑物的各项信息并发送至信息分析工作云节点;

所述信息分析工作云节点用于根据建筑物的各项信息建立三维图像模型;

所述地图建立工作云节点用于将各个建筑物的三维图像模型相互映射匹配,进而得到区域建筑地图。