广州南方测绘科技股份有限公司马然获国家专利权
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龙图腾网获悉广州南方测绘科技股份有限公司申请的专利一种基于球面四叉树的点云数据压缩方法及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120563639B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511073813.8,技术领域涉及:G06T9/40;该发明授权一种基于球面四叉树的点云数据压缩方法及装置是由马然;闫志愿;黄禹森;邓德贤;黄傲龙设计研发完成,并于2025-08-01向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于球面四叉树的点云数据压缩方法及装置在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于球面四叉树的点云数据压缩方法及装置,属于点云压缩技术领域。本发明通过球面三角形和球面四叉树节点的组合,球面三角形更加符合激光雷达的球面点云扫描特性,能够消除现有技术中正方体八叉树点云压缩的方向性偏倚问题,以球面坐标将点云数据分配到球面三角形中,能够实现对点云数据在三维空间中的连贯性分配;以动态的对球面三角形进行划分,不仅能够使得球面三角形能够更加适配点云数据的非均匀或高度结构化的特性,还能够避免了过度划分导致的结构臃肿;通过构建编码结构体,使得压缩完成的点云压缩数据融合了点云数据的空间信息和深度信息,提高了点云压缩的精度。
本发明授权一种基于球面四叉树的点云数据压缩方法及装置在权利要求书中公布了:1.一种基于球面四叉树的点云数据压缩方法,其特征在于,包括: 获取若干待压缩的点云数据,初始化若干球面三角形和每个所述球面三角形对应的球面四叉树节点,包括:获取单位球和黄金分割数,并根据所述黄金分割数对所述单位球的球面进行分割,得到若干初始顶点坐标;对所述初始顶点坐标进行归一化处理,得到若干第一顶点坐标;根据预设顶点连接顺序,对所述第一顶点坐标进行组合,得到若干球面三角形和每个球面三角形的三角形顶点坐标;基于所述顶点连接顺序,对所述球面三角形进行编码,得到每个所述球面三角形的编码信息;构建每个所述三角形顶点坐标的索引,以确定每个所述球面三角形的三角形顶点坐标索引;基于所述三角形顶点坐标索引和三角形顶点坐标构建球面三角形顶点坐标索引表;根据所述球面三角形的编码信息和三角形顶点坐标索引,构建球面三角形索引表;根据每个所述球面三角形的三角形顶点坐标索引,构建并初始化每个所述球面三角形对应的球面四叉树节点,其中,所述球面四叉树节点包括:三角形顶点坐标索引、父节点指针、子节点指针和叶节点标志位; 根据预设球面半空间检测方法,结合所述球面三角形、球面四叉树节点和球面坐标,确定所述点云数据对应的第一球面三角形和第一球面四叉树节点; 获取所述第一球面三角形的边长和所述第一球面三角形内的点云数据数量,根据所述第一球面三角形的边长和所述第一球面三角形内的点云数据数量确定所述第一球面三角形的划分判断结果; 根据所述划分判断结果,结合所述第一球面四叉树节点对所述第一球面三角形进行划分,确定所述点云数据对应的第二球面三角形和第二球面四叉树节点,并将所述点云数据分配至所述第二球面三角形,包括:若所述划分判断结果为需要进行球面三角形划分,根据所述第一球面四叉树节点对所述第一球面三角形进行划分;根据预设球面半空间检测方法,重新确定所述点云数据对应的第一球面三角形和第一球面四叉树节点,进而重新确定所述第一球面三角形的划分判断结果,直到第一球面三角形的划分判断结果为不需要进行球面三角形划分,将所述点云数据的第一球面三角形作为所述点云数据对应的第二球面三角形,将所述点云数据的第一球面四叉树节点作为所述点云数据对应的第二球面四叉树节点,进而将所述点云数据分配至所述第二球面三角形;其中,所述根据所述第一球面四叉树节点对所述第一球面三角形进行划分,包括:根据所述第一球面三角形的三角形顶点坐标,计算所述第一球面三角形的每条边的中点坐标,得到所述第一球面三角形的初始边中点坐标;根据所述顶点连接顺序,对所述第一球面三角形的三角形顶点坐标和初始边中点坐标进行组合,以将所述第一球面三角形划分为若干球面三角形,并确定划分得到的每个所述球面三角形的三角形顶点坐标;根据预设浮点误差修正方法和预设哈希映射表,确定所述初始边中点坐标对应的索引;基于所述初始边中点坐标对应的索引,结合所述第一球面三角形的三角形顶点坐标索引,确定划分得到的每个所述球面三角形的三角形顶点坐标索引;基于划分得到的每个所述球面三角形的三角形顶点坐标索引和三角形顶点坐标,更新所述球面三角形顶点坐标索引表;基于所述顶点连接顺序,结合所述第一球面三角形的编码信息,对划分得到的每个所述球面三角形进行编码,确定划分得到的每个所述球面三角形的编码信息;基于划分得到的每个所述球面三角形的编码信息和三角形顶点坐标索引,更新所述球面三角形索引表;基于划分得到的每个所述球面三角形的三角形顶点坐标索引,结合所述第一球面四叉树节点,构建并初始化划分得到的每个所述球面三角形的球面四叉树节点;基于所述划分得到的每个所述球面三角形的球面四叉树节点更新所述第一球面四叉树节点的子节点指针和叶节点标志位;根据所述球面半空间检测方法,重新确定所述第一球面三角形内每个点云数据对应的第一球面三角形和第一球面四叉树节点,进而重新确定所述第一球面三角形内每个点云数据对应的第二球面三角形和第二球面四叉树节点;进而将所述第一球面三角形内每个点云数据重新分配至对应的第二球面三角形,完成对所述第一球面三角形的划分; 在将所有所述点云数据分配至所述第二球面三角形后,基于每个所述点云数据的径向深度、所述第二球面四叉树节点和所述第二球面三角形,生成每个所述点云数据的编码路径结构体,以完成对所述点云数据的压缩。
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