【技术实现步骤摘要】
一种基于法向量的点云平滑光顺滤波方法
本专利技术涉及激光Lidar扫描测绘领域，尤其涉及一种基于法向量的点云平滑光顺滤波方法。
技术介绍
随着激光技术、计算机技术的快速发展，机载激光测量已经成为一种高效地获取高精度、可靠三维数据的新技术。它集成了高精度动态GPS差分定位、惯性导航、激光测距等先进技术，具有受天气影响小、自动化程度高、成图周期短等特点。该技术能快速、精确、无接触地获取复杂物体表面的三维点云信息，进而完成实体的三维重建，现已广泛地应用于数字城市、地形测绘、地理信息系统、医学工程、文物保护、机器人导航等各个行业。但是由于受扫描设备物理特性、扫描环境、系统误差以及集成误差的影响，得到的原始点云数据往往会受到噪声的污染，用原始点云数据直接进行三角化及生成DEM效果很差，因此有必要对点云进行平滑光顺滤波处理，然而现有的方法并不能达到很好的光顺滤波效果。
技术实现思路
本专利技术为了对原始点云数据进行平滑光顺处理，提出一种基于法向量的点云平滑光顺滤波方法；本专利技术区别于经典平滑滤波和栅...
【技术保护点】
1.一种基于法向量的点云平滑光顺滤波方法，其特征在于包括如下步骤：/nS1：去除原始点云的离群点；统计每个点周边设定范围内点的个数，少于一定个数即认为是离群点并剔除；/nS2：对离散点云集进行主成分分析推断出每个点的法向量，调整所有点的法向量为同一个方向，即调整使法向量的第三个分量Z都大于0；/nS3：对每个点通过其K近邻用最小二乘法拟合一个平面，通过该平面模型获得该点的法向量并将其调整为同向；/nS4：利用拟合平面的法向量去修正步骤S2计算得到的法向量；/nS5：将该点沿修正后的法向量方向投影到该拟合平面上，即将该点的位置调整到修正后的法向量与该拟合平面的交点位置，即达到...
【技术特征摘要】
1.一种基于法向量的点云平滑光顺滤波方法，其特征在于包括如下步骤：
S1：去除原始点云的离群点；统计每个点周边设定范围内点的个数，少于一定个数即认为是离群点并剔除；
S2：对离散点云集进行主成分分析推断出每个点的法向量，调整所有点的法向量为同一个方向，即调整使法向量的第三个分量Z都大于0；
S3：对每个点通过其K近邻用最小二乘法拟合一个平面，通过该平面模型获得该点的法向量并将其调整为同向；
S4：利用拟合平面的法向量去修正步骤S2计算得到的法向量；
S5：将该点沿修正后的法向量方向投影到该拟合平面上，即将该点的位置调整到修正后的法向量与该拟合平面的交点位置，即达到对点云进行平滑光顺的处理效果。
2.根据权利要求1所述基于法向量的点云平滑光顺滤波方法，其特征在于，所述步骤S1中，剔除离群点设置每个点周边0.3m范围内至少有3个点。
3.根据权利要求2所述基于法向量的点云平滑光顺滤波方法，其特征在于，所述步骤S2中，对离散点云集进行主成分分析推断出每个点的法向量，其过程包括：
S21：将法线估计问题转换为求解在给定点的邻域内建立的协方差矩阵的特征值和特征向量的问题；假设有一个点集S＝{P1,P2...PN}，在该点集内建立给定点Pi的协方差矩阵C如下：
其中Pi为给定点，为该点集的重心；计算C的特征值和特征向量，特征向量构成了空间中的一组正交基，最小特征值对应的特征向量即可近似为给定点Pi的法线。
4.根据权利要求3所述基于法向量的点云平滑光顺滤波方法，其特征在于，所述步骤S2中，调整所有点的法向量为同一个方向，所述过程如下：
S22：求出法线后将其单位化得到法向量，假设为(X,Y,Z)，如果法向量的Z<0，就将该法向量取反，Z>0则不变，即调整使法向量的第三个分量Z都大于0以使法向量同向。
5.根据权利要求4所述基于法向量的点云平滑光顺滤波方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过最小二乘法拟合平面并获得法向量，其过程如下：
平面方程的一般表达式为：
A0x+B0y+C0z+D0＝0,(C0≠0)
其中：A0,B0,C0,D0为平面方程的未知参数；
即：
即：
z＝ax+by+c
其中，a,b,c为平面方程另一种表示方式的未知参数；
已知该K个点的坐标(xi,yi,...
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