申请/专利权人：中交第二公路勘察设计研究院有限公司

申请日：2023-05-06

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN116659460B

主分类号：G01C7/02

分类号：G01C7/02;G01S7/48

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2023.09.15#实质审查的生效;2023.08.29#公开

摘要：本发明公开了一种公路横断面激光点云切片快速生成方法，包括以下步骤：步骤1、按照设定大小对激光点云数据分块；步骤2、公路断面端点坐标计算，利用所提供的断面中桩坐标和设定的断面长度，计算断面的两个端点的平面坐标；步骤3、公路断面端点三角网索引构建；步骤4、激光点所在断面的快速判断，首先利用三角网索引快速定位出所在三角形，然后仅对三角形顶点所对应的断面进行判断；步骤5、公路断面点云切片生成，按断面顺序输出激光点云生成点云切片。本发明引入Delauney三角网构建断面端点的空间索引关系，并将断面编号挂接到端点信息中，实现所需比较断面的快速定位，避免遍历断面逐个计算与比较，大大提升了公路断面点云切片生成的效率。

主权项：1.一种公路横断面激光点云切片快速生成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、激光点云数据步骤1、激光点云数据的分块：对于公路工程获取的海量的激光点云，按固定格网大小进行分区，每个分区对应一个点云文件；步骤2、公路断面端点坐标计算：利用所提供的分块：对于公路工程获取的海量的激光点云，按固定格网大小进行分区，每个分区对应一个点云文件；步骤2、公路断面端点坐标计算：利用所提供的断面中桩坐标和设定的断面长度，计算断面的两个端点的平面坐标；步骤3、公路断面端点三角网索引构建：将断面编号作为断面端点的属性，将断面端点作为构网点集，生成公路断面端点的Delauney三角网；步骤4、激光点所属断面的快速判断：利用三角网索引，快速定位激光点所在三角形，从三角形顶点信息中获得距离其邻近断面编号，进一步计算激光点与邻近断面的垂直距离，判断其归属；步骤5、公路断面点云切片生成：按断面顺序，输出该断面对应所有激光点，从而完成公路断面点云切片的生成；所述的公路断面端点坐标计算，具体为：读取所提供的断面中桩文件，断面中桩文件包含有所需生成激光点云切片的断面中桩坐标；假设有个断面，断面中桩坐标依次为，对每个断面，利用其自身中桩坐标和后一个断面的中桩坐标计算路线前进方向，最后一个断面的路线前进方法直接取为倒数第二个断面的前进方向；第个断面中桩坐标为，第个断面中桩坐标为，则路线前进方向用角度表示，计算公式为： 1断面方向与路线前进方向垂直，断面左端和右端对应的方向角分别为和，假设断面单侧的宽度为，则第个断面的左端点、右端点的坐标分别为： 2 3该断面所对应的直线方程可以表示为： 4其中，、和分别为直线方程的系数， ，，；所述的激光点所属断面的快速判断，具体为：步骤4.1、选定某分块激光点云文件中的第一个激光点；步骤4.2、从Delauney三角网中随机选择一个三角形作为初始的搜索三角形，判断其与当前搜索三角形的位置关系，如不在该三角形，根据其位置关系旋转到邻近三角形，直至定位完成；步骤4.3、如果该激光点位于Delauney三角网外部，选取下一个激光点重复执行步骤4.2；步骤4.4、如果该激光点位于Delauney三角网某个三角形，则进行如下操作：读取该三角形三个顶点信息，顶点信息用triPoint结构保存，属性attr存储了断面标号，通过断面标号检索到断面所对应的直线方程参数；利用该激光点的平面坐标，以及通过断面标号检索到的断面所对应的直线方程参数，通过点到直线距离的计算公式，计算出该激光点到断面的垂直距离；当激光点与某断面的垂直距离小于给定阈值且为最小距离时，将激光点云归属于该断面；否则，激光点不归属于任何断面；操作完成后，选取下一个激光点执行步骤4.5；步骤4.5、将步骤4.4中激光点定位的三角形设置为新的搜索三角形，判断当前激光点与新的搜索三角形的位置关系，如不在该三角形，根据其位置关系旋转到邻近三角形，直至定位完成；重复执行步骤4.3和步骤4.4直至遍历完该分块激光点云文件中所有的激光点；步骤4.6、按步骤4.1～步骤4.5遍历所有分块的激光点云文件，至此完成激光点所在断面的快速判断。

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