基于引导法线的三维点云滤波方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术提供一种基于引导法线的三维点云滤波方法、系统、设备及介质，该方法包括：获取目标对象的三维点云数据；对所述三维点云数据进行估算，得到所述三维点云数据中每个点的法线向量；以估算的初始法线域为引导法线域，构建基于局部线性变换的引导法线滤波算法，利用所述引导法线滤波算法对每个点的局部邻域进行线性变换得到滤波后的法线域；利用最小二乘问题的优化方法进行点位置更新以匹配滤波后的法线域，得到所述目标对象滤波后的三维点云数据。本发明专利技术相比其它方式，在滤波时能够最大程度维持点云的边缘特征，确保了滤波后点云的精确性，同时，减少了计算量，满足对大规模点云文件的滤波需求，适合不同场合的推广使用。适合不同场合的推广使用。适合不同场合的推广使用。

【技术实现步骤摘要】
基于引导法线的三维点云滤波方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及数据处理
，特别是涉及一种基于引导法线的三维点云滤波方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]随着三维传感技术的不断发展，点云的采集越来越便捷，并且采集到的点云质量也越来越高，规模也越来越大。相比传统的二维图像，三维点云被广泛应用于城市建模、文物保护、逆向工程、自动驾驶等领域。
[0003]虽然基于三维激光扫描进行三维模型重建具有非接触测量、数据采样率高、高精度、高分辨率、全景化扫描等特点，可以大幅节约时间，降低成本。但是，由于现有地面三维激光扫描仪的物理因素以及扫描场景中人为因素(例如光线,震动等)的干扰，原始点云在采集的过程中往往会受到噪声的污染。通常采用以下方式对点云进行滤波处理，详述如下：
[0004]第一，利用双边滤波器降噪，通过加权平均方式，采用周边像素亮度值的加权平均代表某个像素的强度，在计算过程中充分考虑了模型表面法向量的变化和邻域点间的距离同噪声之间的关系,通过调整采样点在法向量的位置,来实现一个局部的光顺去噪过程。该方法在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于引导法线的三维点云滤波方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取目标对象的三维点云数据；对所述三维点云数据进行估算，得到所述三维点云数据中每个点的法线向量；以估算的初始法线域为引导法线域，构建基于局部线性变换的引导法线滤波算法，利用所述引导法线滤波算法对每个点的局部邻域进行线性变换得到滤波后的法线域；利用最小二乘问题的优化方法进行点位置更新以匹配滤波后的法线域，得到所述目标对象滤波后的三维点云数据。2.根据权利要求1所述的基于引导法线的三维点云滤波方法，其特征在于，所述对所述三维点云数据进行估算，得到所述三维点云数据中每个点的法线向量的步骤，还包括：查询每个点的局部邻域，根据每个点所述局部邻域信息以及该邻域的加权平均值得到相应的协方差矩阵；对该点所对应的所述协方差矩阵进行高斯函数加权；计算该协方差矩阵对应的特征值与特征向量，选择最小特征值对应的特征向量作为该点的法线向量。3.根据权利要求1所述的基于引导法线的三维点云滤波方法，其特征在于，还包括：确定每个点的邻域法线集合、以及每个点的邻域点数量；以初始法线向量作为引导法线域，建立线性模型；该线性模型将局部邻域中每个点滤波后的法线与该点对应的引导法线之间的关系定义为：n
′
ij
＝a
i
n
ij
+b
i
式中，n
ij
是点p
i
的第j个邻域点p
ij
的法线，a
i
和b
i
分别为线性变换的系数，n
′
ij
为点p
i
的第j个邻域点p
ij
滤波后的法线。4.根据权利要求3所述的基于引导法线的三维点云滤波方法，其特征在于，还包括：通过自定义代价函数来度量初始输入点云与滤波之后点云之间的误差，以计算线性变换的系数a
i
和b<...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩先锋，冯祉澳，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：