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专利号: 2024106958677
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种恶劣天气条件下机载激光扫描点云的多层级去噪方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、将获取到的当前激光扫描点云作为原始点云,对所述原始点云执行连通域分割,滤除远离地表的簇状噪点,得到第一阶段去噪点云数据;

步骤2、对所述第一阶段去噪点云数据执行空间密度与连通性分析,滤除弥漫地表周边的密集噪点,得到第二阶段去噪点云数据;

步骤3、针对所述第二阶段去噪点云数据,基于引导滤波平滑前后偏移距离,滤除地表周边残余的离散噪点,输出最终去噪点云数据。

2.根据权利要求1所述的恶劣天气条件下机载激光扫描点云的多层级去噪方法,其特征在于,得到第一阶段去噪点云数据的过程具体包括:步骤1.1、基于连通域分割,将原始点云划分为若干子点云;

步骤1.2、将包含点数最多的子点云标记为包含地表子点云,并将其它子点云直接视为远离地表的簇状噪点并滤除。

3.根据权利要求2所述的恶劣天气条件下机载激光扫描点云的多层级去噪方法,其特征在于,得到第二阶段去噪点云数据的过程具体包括:步骤2.1、遍历所述包含地表子点云中的每个点,并自适应搜索各点的邻域点集;

步骤2.2、统计所述邻域点集中包含的点数,将邻域点数少于预定值的点视为噪点并滤除;

步骤2.3、基于连通域分割将剩余点再次划分为若干子点云,将若干子点云中包含点数最多的子点云标记为可能包含残留噪点地表点云,并将其它子点云直接视为密集噪点并滤除。

4.根据权利要求2或3所述的恶劣天气条件下机载激光扫描点云的多层级去噪方法,其特征在于,每个子点云至少包含10个点。

5.根据权利要求3所述的恶劣天气条件下机载激光扫描点云的多层级去噪方法,其特征在于,步骤2.1中每个点的自适应搜索半径Radaptive(P)的计算公式如下:式中,α为距离乘积因子的平方, 代表最小距离阈值的平方, 代表最大距离阈值的平方,clamp(x,a,b)是一个限制函数,当x∈[a,b]时返回x;当xb时返回b。

6.根据权利要求3所述的恶劣天气条件下机载激光扫描点云的多层级去噪方法,其特征在于,输出最终去噪点云数据的过程具体包括:步骤3.1、循环遍历所述可能包含残留噪点地表点云中的每个点,并搜索每个点的局部邻域点集;

步骤3.2、基于每个点的局部邻域点集中所有点的空间坐标,计算平滑矩阵与偏移向量,并更新当前点的坐标位置;

步骤3.3、遍历计算平滑前后点云中的每个点的偏移距离,将偏移距离大于阈值的点视为噪声并剔除。

7.根据权利要求6所述的恶劣天气条件下机载激光扫描点云的多层级去噪方法,其特征在于,步骤3.1中所述每个点的局部邻域点集的表达式以矩阵M表达:式中,(xj,yj,zj)表示邻域点j的坐标,n代表邻域点数。

8.根据权利要求6所述的恶劣天气条件下机载激光扫描点云的多层级去噪方法,其特征在于,步骤3.2中,所述平滑矩阵A和偏移向量b的表达式如下:‑1

A=cov*(cov+I)

b=μ‑A*μ

式中,cov表示局部邻域点集矩阵M的协方差矩阵;μ表示局部邻域点集矩阵M的均值向量;

步骤3.2中所述更新当前点的坐标位置,计算公式如下:′

p=A*p+b

式中,p表示当前搜索点坐标;p表示为当前搜索点坐标p平滑更新后的坐标。

9.一种用于激光扫描点云的多层级去噪系统,其特征在于,包括:第一阶段去噪单元,用于将获取到的当前激光扫描点云作为原始点云,对所述原始点云执行连通域分割,滤除远离地表的簇状噪点;

第二阶段去噪单元,执行空间密度与连通性分析,滤除弥漫地表周边的密集噪点;

第三阶段去噪单元,基于引导滤波平滑前后偏移距离,滤除地表周边残余的离散噪点;

当所述多层级去噪系统被运行时,可自动执行如权利要求1至8中任一项所述的恶劣天气条件下机载激光扫描点云的多层级去噪方法。

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有至少一个可执行指令,所述可执行指令在电子设备上运行时,使得电子设备执行如权利要求1至8中任一项所述的恶劣天气条件下机载激光扫描点云的多层级去噪方法。