一种适用于露天煤矿的点云数据抽稀方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于露天煤矿的点云数据抽稀方法，包括：建立虚拟网格，并根据网格间隔对完整点云进行划分；计算每个虚拟网格区域内包含的完整点云数目，并计算完整点云的密度；选取种子点，并根据完整点云的密度对种子点进行三角网构建；对三角网内的数据进行平均随机取样，将取样数据作为抽稀点云数据集，从而完成点云数据的抽稀；本发明专利技术基于虚拟网格，同时通过平均取样算法函数对点云数据进行平均随机抽样，有效降低点云数据。有效降低点云数据。有效降低点云数据。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于露天煤矿的点云数据抽稀方法


[0001]本专利技术涉及点云数据抽稀的
，尤其涉及一种适用于露天煤矿的点云数据抽稀方法。

技术介绍

[0002]目前在露天开采开采的过程中，应用三维激光扫描技术对露天矿山构建数字模型，通过对获得的点云数据进行可视化处理分析，实现矿山三维可视化。但是当前点云建模技术的精度极高，露天矿山面积极大，所以导致整个矿山需要处理的数据量极其庞大，后期处理数据繁琐。而露天矿山在使用点云建模时不需要如此高精度的点云密度。

技术实现思路

[0003]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0004]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，包括：建立虚拟网格，并根据网格间隔对完整点云进行划分；计算每个虚拟网格区域内包含的完整点云数目，并计算完整点云的密度；选取种子点，并根据完整点云的密度对种子点进行三角网构建；对三角网内的数据进行平均随机取样，将取样数据作为抽稀点云数据集，从而完成点云数据的抽稀。
[0006]作为本专利技术所述的适用于露天煤矿的点云数据抽稀方法的一种优选方案，其中：建立虚拟网格包括：在
Ⅹ
Y平面上构建一个二维虚拟网格，分别定义XY平面的四个顶点坐标为(a，c)、(a，d)、(b，c)、(b，d)；分别对四个顶点坐标增加1个单位长度，并取整，将取整后的坐标作为虚拟网格的四个顶点坐标。
[0007]作为本专利技术所述的适用于露天煤矿的点云数据抽稀方法的一种优选方案，其中：网格间隔包括：定义约束条件：
[0008]s>d
c
[0009]基于所述约束条件，计算网格间隔：
[0010]s＝d
c
+pd
c
[0011]其中，s为网格间隔，d
c
为完整点云中点的平均间距；p为虚拟网格间隔指数。
[0012]作为本专利技术所述的适用于露天煤矿的点云数据抽稀方法的一种优选方案，其中：划分包括：
[0013]N＝S/[(aΠ/2s+1)(cΠ/2s+1)][0014]S＝(b
‑
a)(d
‑
c)
[0015]其中，N为划分后的虚拟网格数量，S为虚拟网格的面积；
[0016]定义完整点云数目为M，每个虚拟网格内包含的完整点云数目Q为：
[0017]Q＝M/N。
[0018]作为本专利技术所述的适用于露天煤矿的点云数据抽稀方法的一种优选方案，其中：计算完整点云的密度包括：
[0019][0020]其中，ρ为完整点云的密度，S
i
为第i个虚拟网格的面积。
[0021]作为本专利技术所述的适用于露天煤矿的点云数据抽稀方法的一种优选方案，其中：选取种子点包括：将边界点和高程极值点标记为种子点，其余点作为非种子点。
[0022]作为本专利技术所述的适用于露天煤矿的点云数据抽稀方法的一种优选方案，其中：三角网构建包括：利用种子点构建初始三角网；遍历非种子点，若其到初始三角网重心的距离大于阈值T，则将该点加入种子点进行三角网的构建；其中，阈值T为：
[0023][0024]其中，θ1、θ2、θ3为非种子点到初始三角网三个顶点的距离。
[0025]作为本专利技术所述的适用于露天煤矿的点云数据抽稀方法的一种优选方案，其中：包括：利用平均取样算法函数对三角网内的数据进行平均随机取样。
[0026]本专利技术的有益效果：本专利技术基于虚拟网格，同时通过平均取样算法函数对点云数据进行平均随机抽样，有效降低点云数据。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0028]图1为本专利技术第一个实施例所述的适用于露天煤矿的点云数据抽稀方法的抽稀结果示意图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术的保护的范围。
[0030]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0031]其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0032]本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件
结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0033]同时在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0034]本专利技术中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0035]实施例1
[0036]参照图1，为本专利技术的第一个实施例，该实施例提供了一种适用于露天煤矿的点云数据抽稀方法，包括：
[0037]S1：建立虚拟网格，并根据网格间隔对完整点云进行划分。
[0038]在
Ⅹ
Y平面上构建一个二维虚拟网格，分别定义XY平面的四个顶点坐标为(a，c)、(a，d)、(b，c)、(b，d)；
[0039]为了使虚拟网格能够完全覆盖完整点云，本实施例分别对四个顶点坐标增加1个单位长度，并取整，将取整后的坐标作为虚拟网格的四个顶点坐标。
[0040]进一步的，定义约束条件：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于露天煤矿的点云数据抽稀方法，其特征在于，包括：建立虚拟网格，并根据网格间隔对完整点云进行划分；计算每个虚拟网格区域内包含的完整点云数目，并计算完整点云的密度；选取种子点，并根据完整点云的密度对种子点进行三角网构建；对三角网内的数据进行平均随机取样，将取样数据作为抽稀点云数据集，从而完成点云数据的抽稀。2.如权利要求1所述的适用于露天煤矿的点云数据抽稀方法，其特征在于，建立虚拟网格包括：在
Ⅹ
Y平面上构建一个二维虚拟网格，分别定义XY平面的四个顶点坐标为(a，c)、(a，d)、(b，c)、(b，d)；分别对四个顶点坐标增加1个单位长度，并取整，将取整后的坐标作为虚拟网格的四个顶点坐标。3.如权利要求1或2所述的适用于露天煤矿的点云数据抽稀方法，其特征在于，网格间隔包括：定义约束条件：s>d
c
基于所述约束条件，计算网格间隔：s＝d
c
+pd
c
其中，s为网格间隔，d
c
为完整点云中点的平均间距；p为虚拟网格间隔指数。4.如权利要求3所述的适用于露天煤矿的点云数...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑开慧，张永贵，周伟，栾博钰，许文杰，杨可毅，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：