(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211058472.3 (22)申请日 2022.08.30 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115115806 A (43)申请公布日 2022.09.27 (73)专利权人 北京飞渡科技有限公司 地址 102600 北京市大兴区欣雅 街15号院1 号楼6层6 08 (72)发明人 张格梅　宋彬　白瑞哲　朱旭平　 张宇　何文武　 (74)专利代理 机构 北京艾格律诗专利代理有限 公司 11924 专利代理师 谢毅 (51)Int.Cl. G06T 17/20(2006.01)G06V 10/764(2022.01) G06V 10/772(2022.01) G06V 10/44(2022.01) 审查员 施龙权 (54)发明名称 一种基于单基元解析的屋顶参数化重构方 法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于单基元解析的屋顶 参数化重构方法及系统， 该方法包括获取倾斜摄 影单类型房屋数据， 并构建训练集和验证集； 利 用训练集和验证集训练单基元屋顶分类模型； 利 用训练后的单基元屋顶分类模型对待分类的屋 顶网格数据进行屋顶类型分类， 得到屋顶网格数 据对应的屋顶类型； 提取屋顶网格数据的网格轮 廓图， 并解析对应屋顶参数信息； 根据屋顶类型 和屋顶参数信息重构单基元屋顶模 型。 本发明相 比于人工的制作流程可以更好的快的实现屋顶 的构建， 对于自动化的过程可以有效的解决屋顶 生成破面问题， 不但可以批量化生成模型来减少 了其中的时间和人力成本， 同时可以重构出来干 净又规范的这四种类型屋顶模型。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115115806 B 2022.11.22 CN 115115806 B 1.一种基于单基元解析的屋顶参数化重构方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 获取倾斜摄影单类型房屋数据， 并构建训练集和验证集； 利用训练集和验证集训练单基元屋顶分类模型； 利用训练后的单基元屋顶分类模型对待分类的屋顶网格数据进行屋顶类型分类， 得到 屋顶网格数据对应的屋顶类型； 提取屋顶网格数据的网格 轮廓图， 并解析对应屋顶参数信息， 具体包括： 提取屋顶网格数据的网格轮廓图， 并分别计算包围轮廓的最小外接矩形的中心、 长度、 宽度、 旋转角度； 根据屋顶网格数据中z轴的最高点 坐标和最低点 坐标计算屋顶厚度； 将分类为单坡屋顶， 双坡屋顶或四坡屋顶的屋顶网格数据的法向量的xyz信息进行归 一化， 分别储存在图片的RGB三通道内， 得到彩色俯视法向量图； 采用超像素分割算法根据 彩色俯视法向量图确定屋顶类型所对应的坡面数量的颜色块和每个块的颜色值， 再将颜色 值归一化得到屋顶坡度角； 根据屋顶类型和屋顶参数信息 重构单基元屋顶模型。 2.根据权利要求1所述的一种基于单基元解析的屋顶参数化重构方法， 其特征在于， 所 述获取倾 斜摄影单类型房屋数据， 并构建训练集和验证集， 具体包括： 获取倾斜摄影单类型房屋数据； 从倾斜摄影单类型房屋数据中切割屋顶mesh网格数据， 并进行 人工标记分类； 将分类后的屋顶mesh网格数据进行 上采样， 得到分类后的屋顶稠密点云数据； 将分类后的屋顶稠密点云数据按照设定比例划分为训练集和验证集。 3.根据权利要求1所述的一种基于单基元解析的屋顶参数化重构方法， 其特征在于， 所 述利用训练集和验证集训练单基元屋顶分类模型， 具体包括： 采用pointnet++网络构建单基元屋顶分类模型； 将训练集作为训练输入， 通过采样层利用最远点采样进行随机采样， 再通过分组层通 过球查询的方式画一个设定半径的圆， 并将每个圆里面的点云作为一组数据， 进行每一组 数据局部下 的全局特征提取， 再通过特征提取层逐层进行提取局部特征， 最后通过全连接 层学习得到平屋顶、 单坡屋顶， 双坡屋顶， 四坡屋顶的四种屋顶类型的分类结果； 利用验证集对训练的单基元屋顶分类模型进行验证， 得到训练后的单基元屋顶分类模 型。 4.根据权利要求1所述的一种基于单基元解析的屋顶参数化重构方法， 其特征在于， 所 述利用训练后的单基元屋顶分类模型对待分类的屋顶网格数据进 行屋顶类型分类， 得到屋 顶网格数据对应的屋顶类型， 具体包括： 对待分类的屋顶网格数据进行 上采样， 得到 屋顶稠密点云数据； 所述利用训练后的单基元屋顶分类模型对屋顶稠密点云数据和屋顶网格数据进行屋 顶类型分类， 得到 屋顶网格数据对应的屋顶类型。 5.根据权利要求1所述的一种基于单基元解析的屋顶参数化重构方法， 其特征在于， 所 述根据屋顶类型和屋顶参数信息 重构单基元屋顶模型， 具体包括： 将分类为平屋顶的屋顶参数信 息中长度和宽度作为重构屋顶的外轮廓， 并结合屋顶厚 度重构得到平屋顶的单基元屋顶模型， 并根据中心点和旋转角度确定其 位置和朝向。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115115806 B 26.根据权利要求1所述的一种基于单基元解析的屋顶参数化重构方法， 其特征在于， 所 述根据屋顶类型和屋顶参数信息 重构单基元屋顶模型， 具体包括： 将分类为单坡屋顶， 双坡屋顶或四坡屋顶的屋顶参数信 息中长度和宽度作为重构屋顶 的外轮廓， 通过直骨架 算法计算屋脊线分布， 结合得到的屋顶坡度角计算屋脊高度， 通过屋 顶厚度计算屋顶的瓦片厚度， 重构得到单坡屋顶， 双 坡屋顶或四坡屋顶的单基元屋顶模型， 并根据中心点和旋转角度确定其 位置和朝向。 7.一种应用权利要求1至6任一所述方法的基于单基元解析的屋顶参数化重构系统， 其 特征在于， 包括： 分类模型训练模块， 用于获取倾斜摄影单类型房屋数据， 并构建训练集和验证集； 利用 训练集和验证集训练单基元屋顶分类模型； 屋顶参数解析模块， 用于利用训练后的单基元屋顶分类模型对待分类的屋顶网格数据 进行屋顶类型分类， 得到屋顶网格数据对应的屋顶类型； 提取屋顶网格数据的网格轮廓图， 并解析对应屋顶参数信息； 单基元屋顶重构模块， 用于根据屋顶类型和屋顶参数信息 重构单基元屋顶模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115115806 B 3