一种基于自动分割与空间索引的三维点云文件加载方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自动分割与空间索引的三维点云文件加载方法，所述方法包括步骤如下：获取待处理的三维点云文件；对所述三维点云文件进行自动点云分割，所述自动点云分割是按照预先设计好的点云分块方式，逐行读取并分割三维点云文件；对所述三维点云文件进行空间索引与动态加载。相对于传统三维点云文件分割加载方式，本发明专利技术通过三维点云文件的自动化分割实现超大型三维点云的自动化分块；并通过空间索引库构建以及动态加载，实现三维点云的高效空间索引，并实现了分块点云的拼接与标准化格式输出，提高了三维点云文件的处理效率，并降低了处理所需的硬件开销，特别是对超大型三维点云文件特别适用。三维点云文件特别适用。三维点云文件特别适用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自动分割与空间索引的三维点云文件加载方法


[0001]本专利技术涉及三维点云
，尤其涉及一种基于自动分割与空间索引的三维点云文件加载方法。

技术介绍

[0002]三维点云是有由利用激光测距仪的原理，通过记录被测物表面大量密集的点坐标、反射率、纹理和全景图等信息，通过计算机辅助计算，形成的无序点集。因其精度较高、能够高效、快速、准确的获取到真实世界采集对象的表面数据，而在智慧城市、智慧工地、征地移民、土地规划、地质勘探、工程量概算等方向均有深度应用。
[0003]不同于工业领域的三维激光点云，工程领域的点云文件体量巨大，特别是城市规划、征地移民等超大场景，三维点云文件通常在数十GB(GB是Gigabyte的简称，1GB表示一千兆个Bit)以上，现有计算机硬件直接加载如此体量的点云文件通常采用两种方式：
[0004]第一种方式是直接加载整个文件，如点云图像的显示方法及装置、设备及存储介质(授权公告号：CN109472852B)就是直接加载，但这种加载方式对计算机硬件的要求较高，经常会因内存不够而导致无法加载的情况。而且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自动分割与空间索引的三维点云文件加载方法，其特征在于，所述方法包括步骤如下：步骤S1：获取待处理的三维点云文件；步骤S2：对所述三维点云文件进行自动点云分割，所述自动点云分割是按照预先设计好的点云分块方式，逐行读取并分割三维点云文件；步骤S3：对所述三维点云文件进行空间索引与动态加载。2.根据权利要求1所述的基于自动分割与空间索引的三维点云文件加载方法，其特征在于，所述步骤S2中的自动分割包括具体步骤如下：步骤S21：确定单个三维点云文件的图幅尺寸上限；步骤S22：加载三维点云文件，获取三维点云文件的基础数据，所述三维点云文件的基础数据包括空间点总数，三维点云文件空间坐标范围及坐标分辨率，所述三维点云文件为二进制格式；步骤S23：对所述三维点云文件的点集进行有序化处理；步骤S24：对完整三维点云文件进行分块设计，确定单个分块点云X、Y、Z方向的坐标范围；步骤S25：按照预先设计好的点云分块方式，逐行读取并分割三维点云文件。3.根据权利要求2所述的基于自动分割与空间索引的三维点云文件加载方法，其特征在于，所述步骤S24中单个分块点云X、Y、Z方向的坐标范围确定包括具体步骤如下：步骤S24
‑
1：读取原始点云的X坐标最小值X
min
、X坐标最大值X
max
、Y坐标最小值Y
min
、Y坐标最大值Y
max
，Z坐标标最小值Z
min
、Z坐标最大值Z
max
；步骤S24
‑
2：计算原始三维点云文件X方向的长度X
size
：x
size
＝x
max
‑
x
min
步骤S24
‑
3：比较X
size
与预设分块点云X尺寸上限的大小，如果X
size
小于预设分块点云X尺寸上限则X
min
，X
max
即为当前分块点云x方向的区间范围；步骤S24
‑
4：比较X
size
与预设分块点云X尺寸上限的大小，如果X
size
大于预设分块点云X尺寸上限则将点云分成左右两边，分别对左右两侧重复步骤S242、S243，直至计算出所有分块点云X方向的区间范围；步骤S24
‑
5：计算原始三维点云文件Y方向的长度Y
size
：y
size
＝y
max
‑
y
min
步骤S24
‑
6：比较Y
size
与预设分块点云Y尺寸上限的大小，如果Y
size
小于预设分块点云Y尺寸上限则Y
min
，Y
max
即为当前分块点云Y方向的区间范围；步骤S24
‑
7：比较Y
size
与预设分块点云Y尺寸上限的大小，如果Y
size
大于预设分块点云y尺寸上限则将点云分成上下两边，分别对上下两侧重复步骤S245、S246，直至计算出所有分块点云Y方向的区间范围；步骤S24
‑
8：计算原始三维点云文件z方向的长度Z
size
：z
size
＝z
max
‑
z
min
步骤S24
‑
9：比较Z
size
与预设分块点云Z尺寸上限的大小，如果Z
size
小于预设分块点云z尺寸上限则Z
min
，Z
max
即为当前分块点云Z方向的区间范围；
步骤S24
‑
10：比较Z
size
与预设分块点云Z尺寸上限的大小，如果Z
size
大于预设分块点云Z尺寸上限则将点云分成上下两边，分别对上下两侧重复步骤S246、S247，直至计算出所有分块点云Z方向的区间范围；步骤S24
‑
11：汇总S24
‑
3、S24
‑
6、S24
‑
9的结果，得到每个分块点云X、Y、Z方向的坐标范围。4.根据权利要求1所述的基于自动分割与空间索引的三维点云文件加载方法，其特征在于，所述步骤S3中的空间索引与动态加载包括具体步骤如下：步骤S31：计算点云数据空间各维度顶点，得到标记分块点云位置的空间坐标窗格[x
min
，x
max
，y
min
，y
max
，z
min
，z
max
]；步骤S32：基于关系型数据库与各分块点云的空间坐标窗格，构建三维点云空间索引库；步骤S33：获取所需的局部点云空间坐标范围[(x
min
，x
max
)，(y
min
，y
max
)，(z
min
，z
max
)]，得到S(x
min
，x
max
，y
min
，y
max
，z
min
，z
max
)，所述S(x
min
，x
max
，y
min
，y
max
，z
min
，z
max
)是坐标窗格为[x
min
，x
max
，y
min
，y
max
，z
min
，z
max
]的分块点云；步骤S34：将索引出的三维点云文件进行拼接，并封装成通用格式的三维点云文件。5.根据权利要求4所述的基于自动分割与空间索引的三维点云文件加载方法，其特征在于，所述步骤S32中的三维点云空间索引库的构建具体步骤如下：S321：创建原始三维点云文件表，所述原始三维点云文件表的字段包括主键(src_id)、原始三维点云储存路径、空间点总数、空间坐标范围以及坐标分辨率；S322：创建分块三维点云文件表，所述分块三维点云文件表的字段包括：主键(sep_id)、分块三维点云文件储存路径，空间坐标窗格坐标(xmin，xmax，ymin，ymax，zmin，zmax)，空间点总数以及原始三维点云文件的主键(src_id)。6.根据权利要求4所述的基于自动分割与空间索引的三维点云文件加载方法，其特征在于，所述步骤S33中的三维点云索引条件如下：{S(x
min
，x
max
，y
min
，y
max
，z
min
，z
max
)|(x
min
，x
max
)∈U
x
，(y
min
，y
max
)∈U
y
，(z
min
，z
max
)∈U
z
}其中：U
x
＝{(x
min
，x
max
)|X
min
＜x
min
＜X
max
}∪{(x
min
，x
max
)|X
min
＜x
max
＜X
max
}∪{(x
min
，x
max
)|x
min
＞X
min
，x
max
＜X
max
}U
y
＝{(y
min
，y
max
)|Y
min
＜y
min
＜Y
max
}∪{(y
min
，y
max
)|Y
min
＜y
max
＜Y
max
}∪{(y
min
，y
max
)|y
min
＞Y
min
，y
max
＜Y
max
}U
z
＝{(z
min<...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晨哲，刘昊，谭可成，蒋盟珂，刘承照，何维，
申请(专利权)人：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：