一种基于海量点云数据的桥墩位姿测量方法技术

本发明专利技术提供了一种基于海量点云数据的桥墩位姿测量方法，在对桥墩进行点云扫描后包括点云按照Z值分层、生成切片影像、影像直线检测、生成桥墩面缓冲区、导出桥墩面点云、生成桥墩基准面和计算桥墩位姿等步骤。本发明专利技术的方法对海量点云数据分层处理，在处理桥墩高度大于60m的高墩点云数据时无需打开全部点云数据，对硬件要求低，易用性与普适性较强；数据处理可以实现自动化，无需人为干预即可得到高墩垂直度数据和位姿图，根据桥墩位姿图可以直观地获取高墩面垂直信息；可以测量表面无明显角特征点的、非圆形桥墩以及圆柱形桥墩的垂直度，适应性较强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于海量点云数据的桥墩位姿测量方法
本专利技术涉及工程施工
，具体涉及一种基于海量点云数据的桥墩位姿测量方法。
技术介绍
山区高速公路钢混桥墩高度高，跨度大，在桥墩完成浇筑后，必须验收桥墩垂直度等桥墩位姿数据，在验收合格后方能进行桥梁铺设。山区地形复杂多变，用传统方法测量超高桥墩位姿方法需要工程人员亲自上梁测量，危险系数较高且精度难以保证，高桥墩、大仰角垂直度测量较困难。三维激光扫描技术发展迅速，因其无接触、远距离、高效、和高精度获取被扫描物体表面坐标、颜色和反射率等多元海量点云数据的特性，已经代替了很多传统的单点坐标测取方式。通过该技术进行桥墩的位姿测量已有部分研究，分别通过建模、直线拟合、桥墩特征点连线等方法检测桥墩位姿。但超高桥墩数据量庞大（海量点云），对工作电脑硬件、软件要求较高，导致三维激光扫描方法无法在一般工程工作中进行普及。并且数据处理步骤繁琐，人工干预较多，工作量较大，自动化水平低，人为粗差不可避免。综上所述，急需一种基于海量点云数据的桥墩位姿测量方法以解决现有技术中存在的问题。r>专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于海量点云数据的桥墩位姿测量方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：扫描桥墩获取调平后相应的点云原始坐标数据

【技术特征摘要】
1.一种基于海量点云数据的桥墩位姿测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：扫描桥墩获取调平后相应的点云原始坐标数据；
步骤2：按照Z轴方向将均分为n层，舍去X坐标和Y坐标方向距扫描中心过远和过近的点；各层的数据按照Z值大小排序存储在单独的点云文件内，并生成总索引文件用于记录点云文件层数n、各层点云文件的数据量和各层数据的Z坐标范围；其中，为自然数；
步骤3：删去<106的层数，剩余总层数m，并更新总索引文件，同时记录总剩余点云中最高点Z坐标与最低点Z坐标；
步骤4：设为最小有效层高，根据步骤3中总索引文件选取所在的点云层数，取此Z值范围内的点云Da，并在XOY面投影，得到处点云切片平面二值图像，按比例压缩得到压缩后图像；
步骤5：对进行多尺度Hough变换探测直线对象，生成文件记录直线探测结果；
步骤6：重复步骤4和步骤5，分别得到处图像的直线探测结果文件和处图像的直线探测结果文件，其中b为桥墩设计高度的；
步骤7：、、按照比例放大后记为、、；，，中探测直线坐标同时按照比例放大后记为，，；进一步在每条已探测直线周围设置半径为桥墩设计高度的1‰的缓冲区，缓冲区范围信息存入，，中；
分别将、中每条探测直线的缓冲区面积、与中相同位置探测直线的缓冲区面积代入公式1）计算重叠度和；
重叠度计算公式：1）；
记录，，中对应Z值范围的对应直线、直线编号与其缓冲区范围并按照对应Z值范围分别存入文件、、；其中、分别为两条相同位置探测直线的对应缓冲区面积；
步骤8：设，，，；当时，令；当时，令；
得到Z值区间、和，逐个打开各层点云数据，根据各层数据的Z坐标范围分别以、、缓冲区作为限定条件导出桥墩表面点云数据；
对所有导出的桥墩点云数据进行合并得到桥墩各侧平面点云，，的个数由桥墩面实际扫描个数而定；
步骤9：重复步骤4和步骤5中直线探测，在中处探测直线，并将已探测直线的端点和，代入垂直于XOY面的平面一般方程即可求出中基准面参数A和B，即；
步骤10：计算各点坐标到对应基准面距离，并根据距离的大小对应色谱图不同颜色来表示桥墩位姿，得到桥墩位姿图。


2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁晓东，杨承昆，吴勇生，文言，
申请(专利权)人：湖南联智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43