基于激光雷达点云的道路几何信息提取与数字化建模研究 |
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引用本文: | 王羽尘,于斌,陈晓阳,陈天珩,张钰钦,王书易.基于激光雷达点云的道路几何信息提取与数字化建模研究[J].中国公路学报,2023(3):45-60. |
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作者姓名: | 王羽尘 于斌 陈晓阳 陈天珩 张钰钦 王书易 |
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作者单位: | 东南大学交通学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(51878163);;国家重点研发计划项目(2017YFF0205603);;江苏省交通运输科技项目(2020Y19-1(1))~~; |
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摘 要: | 为实现快速、自动化的道路几何信息提取和数字化建模,基于激光雷达点云提出了一套从道路语义分割、几何线形提取到集成化建模的通用框架。首先,基于空间上下文特征基础框架,将局部特征的最大值和邻域均值进行聚合以作为局部特征,使用径向分布参数与三维坐标描述全局上下文特征,构建道路语义分割网络。其次,基于道路场景分割结果,通过体素降采样和半径滤波法减少点云数据量、去除离群点,并利用可变半径Alpha Shapes (VA-Shapes)算法提取道路边线,结合获取的边线横纵坐标,计算路段几何信息(路宽、纵坡、横坡等),使用inshape函数和插值法构建交叉口的数字高程模型。最后,采用Dynamo for Revit将道路几何信息导入并生成道路路线,通过Revit软件设计道路自适应族构件及不同类别基础设施族构件,实现精细化道路数字建模。利用开源数据集Semantic3D进行训练和测试,分析与评价道路几何信息提取效果。研究结果表明:所提出的算法总体准确度为95%,路面的单类交并比为97.9%,能够很好地实现道路点云场景的自动化语义分割;相比于传统的固定半径Alpha Shapes算法,VA-Shapes算...
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关 键 词: | 道路工程 道路几何信息 语义分割 激光雷达点云 数字化建模 |
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