【技术实现步骤摘要】
一种基于网格的激光点云规则排列处理方法
本专利技术涉及三维激光点云处理领域,激光建模、激光监测领域。
技术介绍
三维激光扫描技术包含机载激光扫描、车载激光扫描、地面激光扫描以及手持激光扫描等。随着激光扫描仪器、计算机硬件、软件技术的不断提升,各类激光扫描仪器价格的回落,三维激光扫描技术得到推广,广泛应用在复杂工艺品制造、复杂零件制造、文物还原、文物保存、城市沙盘建设、危岩体监测、大坝监测、结构监测等领域中。三维激光点云是各类激光扫描仪采集的原始数据,由于目标对激光的反射能力强弱不一、激光束倾角不一、遮挡等因素,对于表面复杂的对象(如地表、复杂零件),未经处理的点云通常呈现不规则排列、密度不均匀等现象,一般需对原始激光点云数据进行处理,以提高点云质量。将杂乱的、不规则分布的激光点云重新排列是点云处理的一种手段,目前常用的重新排列方法主要有依据窗口单元的重新排列。该方法事先给定一个窗口单元,该窗口中的最低点可以作为地形点,找出最低点,把窗口移动到下一个区域再找出最低点,直到遍历完所有的数据,以此对杂乱点云进行过滤,也可进行重新排列。除了最低点的方法,通常还有依据曲率、中值或平均和高斯方法等。其中,高斯方法把指定的区域内的权重看做高斯分布,它的平均效果比较小,所以能比较好的把原数据的形貌保持下来。平均法取窗口中的各个数据点的平均值。中值法取窗口内各个数据点的统计中值。使用上述方法的点云处理通常有一定的效果,但也有许多不足。一方面上述方法仅仅考虑了点云的坐标信息,没有考虑其他信息,如反射强度、颜色RGB值等,而这些点云的属性值在一些后期处理中也是必不可少的;另一方 ...
【技术保护点】
1.一种基于网格的杂乱激光点云规则排列方法,其特征在于:所述方法具体步骤如下:(1)对于需要进行规则排列的对象点云,按其工程坐标系建立辅助背景网格单元,要求背景网格范围需覆盖对象点云,;(2)建立投影关系,将三维激光点云投影至网格中。依据工程坐标系下点云各点坐标与网格单元,按X、Y坐标的包含关系,将三维激光点云投影至网格单元中;对于恰处在相邻网格边界的激光点,同时计入相邻的网格;(3)建立插值算法,插值内容包含点云坐标、反射强度、RGB值等,以网格形心为插值中心;(4)对于至少包含一个激光点的网格单元,即有点网格,有点网格将单元网格中激光点插值到网格形心处,重构排列规则的新点云,在网格形心处建立新点;(5)若原始三维点云稀疏不均,在非点云边界处出现不包含激光点的网格单元,即无点网格,则无点网格值点通过相邻网格新点云插值实现,直至所有无点网格完成插值。
【技术特征摘要】
1.一种基于网格的杂乱激光点云规则排列方法,其特征在于:所述方法具体步骤如下:(1)对于需要进行规则排列的对象点云,按其工程坐标系建立辅助背景网格单元,要求背景网格范围需覆盖对象点云,;(2)建立投影关系,将三维激光点云投影至网格中。依据工程坐标系下点云各点坐标与网格单元,按X、Y坐标的包含关系,将三维激光点云投影至网格单元中;对于恰处在相邻网格边界的激光点,同时计入相邻的网格;(3)建立插值算法,插值内容包含点云坐标、反射强度、RGB值等,以网格形心为插值中心;(4)对于至少包含一个激光点的网格单元,即有点网格,有点网格将单元网格中激光点插值到网格形心处,重构排列规则的新点云,在网格形心处建立新点;(5)若原始三维点云稀疏不均,在非点云边界处出现不包含激光点的网格单元,即无点网格,则无点网格值点通过相邻网格新点云插值实现,直至所有无点网格完成插值。2.依据权利要求1中所述的一种基于网格的杂乱激光点云规则排列方法,其中网格平面矩形范围为R(X1,X2;Y1,Y2),网格单元边长大小为l;网格单元表示为Cij(a1,a2;b1,b2),它们的确定方法如下:a)平面矩形范围R(X1,X2;Y1,Y2)需覆盖全部对象点云,即对象点云沿X方向分布在(X1,X2)范围,沿Y方向分布在(Y1,Y2)范围;b)依据原始点云的扫描密度确定网格单元边长,若扫描密度为d,则网格单元边长大小取l=d,若扫描密度不详,可根据点云数据简略分析判断,具体判断方法:采用相应点云查看软件测量10处不同区域的激光点间距,记为(d1,d2,…,d9,d10),则网格单元边长大小取l=(d1+d2+…+d9+d10)/10,另也可根据用户需求设定l;c)确定网格单元边长l后,点云范围在R(X1,X2;Y1,Y2)范围内X方向从小值到大值,即从X1到X2,从Y1到Y2按边长l排列网格单元,Cij(a1,a2;b1,b2)表示:第i行第j列的网格单元,X坐标从a1到a2,Y坐标从b1到b2。3.依据权利要求1中所述的一种基于网格的杂乱激光点云规则排列方法,建立投影关系,将三维激光点云投影至网格关系的方法特征如下:对任一激光点P(X,Y,Z),若X、Y坐标包含在网格单元Cij(a1,a2;b1,b2)下,记为:Pij(r,Z,RA,RGB),其中r的算式:点P(...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡嫚,吴飞,姚凌云,吴庆良,
申请(专利权)人:西南大学,
类型:发明
国别省市:重庆,50
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