本发明涉及计算机视觉与三维重建，尤其是涉及一种基于tls点云的建筑群轮廓自动生成方法。
背景技术：
1、建筑物的轮廓图在地理信息获取、三维建筑生成、结构鉴定与检测、军事仿真等方面都起着非常重要的作用。传统的对既有建筑群进行墙线提取方法主要涉及实地考察与手动测量建筑尺寸，使用如卷尺、水平尺等测量建筑的墙体尺寸，然后使用专业绘图软件绘制平面图。这种传统的方法虽然可靠，但却存在以下几方面问题：
2、(1)效率低下：人工测绘通常耗时较长，特别是在涉及大型建筑群时。通常效率较低、成本较高，且对操作人员的专业技能要求较高。利用获取的尺寸信息，采用现有的手工绘图方式耗时较长。
3、(2)精度不高：传统的人工测绘方法无法达到高精度，特别是在复杂的建筑群环境中，测量误差较大。
4、(3)环境限制：某些地区因地形或其他环境因素而难以进行人工测绘。在某些危险的环境中进行人工测绘存在安全风险。
技术实现思路
1、本发明的目的就是为了解决现有技术效率低下、精度不高且受环境限制的问题，实现快速、准确的建筑群墙线提取而提供的一种基于tls点云的建筑群轮廓自动生成方法。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种基于tls点云的建筑群轮廓自动生成方法，方法包括以下步骤：
4、s1、在不同的站点位置获取建筑的点云数据，点云数据进行点云配准，得到建筑群的完整点云模型；
5、s2、对完整点云模型进行降采样、降噪和裁剪，得到预处理后的完整点云模型；
6、s3、对预处理后的完整点云模型进行点云切片，截取中间段点云；
7、s4、对中间段点云进行点云投影，得到投影二维平面；
8、s5、将投影二维平面划分网格，然后转化为灰度图，并进行二值化处理；
9、s6、对二值化处理的灰度图进行高斯模糊、canny边缘检测和霍夫变换处理，得到点云轮廓。
10、进一步地，在不同的站点位置获取点云数据时，
11、不同的站点位置包含所有的建筑可视面，并保证连续两个站点之间需要有至少一个平面的重合部分。
12、进一步地，降采样具体为：
13、对完整点云模型的三维空间体素化，然后在每个体素中抽取一个点，该点满足为中心点或离中心点最近，该点作为该体素的采样点，整合所有采样点作为降采样后的点云。
14、进一步地，s4的具体步骤为：对中间段点云计算投影后的点云坐标，基于投影后的点云坐标得到投影二维平面。
15、进一步地，对中间段点云计算投影后的点云坐标的具体步骤为：
16、假定拟合平面的方程，假定中间段点云的不在平面上的三维空间坐标为(x0，y0，z0)，其在平面上的投影点坐标为(xt，yt，zt)，构建约束条件，并将约束条件代入拟合平面的方程，得到的方程代入约束条件，得到投影后的点云坐标。
17、进一步地，拟合平面的方程为：
18、a·x+b·y+c·z＝d
19、其中a、b、c和d为平面参数，x、y和z为平面坐标。
20、进一步地，约束条件为：
21、
22、进一步地，得到的方程为：
23、
24、进一步地，将投影二维平面划分网格，然后转化为灰度图的具体步骤为：
25、将二维平面划分为等大小的网格，对于每个网格，根据其中点的密度计算一个灰度值，将每个网格转化为对应灰度值组成的灰度图。
26、进一步地，对二值化处理的灰度图进行高斯模糊、canny边缘检测和霍夫变换处理，得到点云轮廓的具体步骤为：
27、对二值化处理的灰度图进行高斯模糊，使用canny算法对模糊后的图像进行边缘检测，生成边缘图，进行双阈值检测，应用两个阈值确定强边缘、弱边缘和非边缘，将强边缘以及与强边缘相连的弱边缘作为最终边缘，对最终边缘应用霍夫变换提取直线，得到点云轮廓。
28、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
29、本发明利用三维激光扫描仪获取点云数据，即使是复杂的结构和形状也能实现非接触式精确测量，可以在很短的时间内捕捉到大量的点云数据。同时，融合高斯模糊、canny边缘检测和霍夫变换，对二值图进行直线拟合，通过编程实现高精度建筑群轮廓图的自动生成。解决了现有技术中建筑物轮廓提取不准确、效率低的问题，适用于广泛推广。
1.一种基于tls点云的建筑群轮廓自动生成方法，其特征在于，方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于tls点云的建筑群轮廓自动生成方法，其特征在于，在不同的站点位置获取点云数据时，
3.根据权利要求1所述的一种基于tls点云的建筑群轮廓自动生成方法，其特征在于，降采样具体为：
4.根据权利要求1所述的一种基于tls点云的建筑群轮廓自动生成方法，其特征在于，s4的具体步骤为：对中间段点云计算投影后的点云坐标，基于投影后的点云坐标得到投影二维平面。
5.根据权利要求4所述的一种基于tls点云的建筑群轮廓自动生成方法，其特征在于，对中间段点云计算投影后的点云坐标的具体步骤为：
6.根据权利要求5所述的一种基于tls点云的建筑群轮廓自动生成方法，其特征在于，拟合平面的方程为：
7.根据权利要求6所述的一种基于tls点云的建筑群轮廓自动生成方法，其特征在于，约束条件为：
8.根据权利要求7所述的一种基于tls点云的建筑群轮廓自动生成方法，其特征在于，得到的方程为：
9.根据权利要求1所述的一种基于tls点云的建筑群轮廓自动生成方法，其特征在于，将投影二维平面划分网格，然后转化为灰度图的具体步骤为：
10.根据权利要求1所述的一种基于tls点云的建筑群轮廓自动生成方法，其特征在于，对二值化处理的灰度图进行高斯模糊、canny边缘检测和霍夫变换处理，得到点云轮廓的具体步骤为：