一种利用激光点云扫描技术创建三维模型的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用激光点云扫描技术创建三维模型的方法，属于建模领域，包括以下步骤；S1、激光点云数据获取；S2、激光点云的数据处理；S3、激光点云的加载及展示；S4、激光点云数据优化；S5、基于激光点云数据建模实施；点云数据建模过程包括数据预处理和模型重建，数据预处理为模型重建提供可靠精确的点云数据，降低模型重建的复杂度，提高模型重构的精度和速度。本发明专利技术应用在工程中，安全可靠，故障率低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
一种利用激光点云扫描技术创建三维模型的方法


[0001]本专利技术属建模领域，涉及一种利用激光点云扫描技术创建三维模型的方法。

技术介绍

[0002]现阶段省内架空输电线路工程因初设精度不够，林木砍伐等手续的办理常常滞后，给工程里程碑目标及日后安全运行等方面带来隐患。目前，在输电线路工程线路优化设计中广泛使用的方法主要包括两类：一是将数字正射影像叠加数字高程模型构建输电线路三维场景，但这种方式不能获取房屋、林木的准确高程，只能为设计人员提供辅助决策依据；另一种方式是使用数字摄影测量工作站建立立体像对模型，完成平断面采集输出平断面图，实现二三维交互线路优化设计，精度较高，使用较为广泛，但该方式需要依托专业设备。

技术实现思路

[0003]本部分的目的是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
技术介绍
描述中存在的问题，提出了本专利技术，因此，本专利技术其中一个目的是提供一种利用激光点云扫描技术创建三维模型的方法，提升工程的安全性和稳定性。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种利用激光点云扫描技术创建三维模型的方法，包括以下步骤；S1、激光点云数据获取；根据测区地形情况，确定采激光点云数据的航带覆盖宽度、以及航带条数，确定激光雷达设备；S2、激光点云的数据处理；激光点云的数据处理包含点云去噪、点云拼接、统一坐标系统，对采集到的激光点云数据首先应去除噪声点、精简冗余数据，然后对多个飞行条带数据进行拼接，一个测站的扫描只能得到物体的一个侧面，将从不同视角进行扫描得到的多个空间点云进行拼接，最后对多个条带统一坐标系统，测定控制点的坐标，处理扫描数据时，各测站都需要转换到控制点所在的坐标系中；S3、激光点云的加载及展示；通过采集点云数据总体结构，按照不同级别对数据进行分类、压缩，每一级别包括集、块和包三级索引，实现高度存储和快速加载显示，采用合理的存储格式实现高效存储和快速加载显示，解决海量点云占用空间大，显示卡顿，渲染效果差问题，为点云的进一步应用提供基础；S4、激光点云数据优化；点的数量达到数亿量级，按照技术路线的设定，将其根据点云分类规则网格化、点
云空间索引快速生成、点云地物最近距离计算；S5、基于激光点云数据建模实施；点云数据建模过程包括数据预处理和模型重建，数据预处理为模型重建提供可靠精确的点云数据，降低模型重建的复杂度，提高模型重构的精度和速度。
[0006]进一步的，在步骤S1中，按照1:2000成图要求，结合调研成果确定航飞设备及航飞模式，选择合适的飞行器，采用带有一定旁向重叠度的往返飞行方案，保证路径中心区域有较高的扫描数据重叠度，根据测区情况，选择适当长度布设一定量的地面控制点。
[0007]进一步的，在步骤S1中，需要先进行激光点云系统检校，包括以下几个方面，检校飞行
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选择校验场
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地面基站布设
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航摄方案制定及实施。
[0008]进一步的，检校飞行时，为了在后期数据处理过程中消除系统误差，在进行激光点云采集飞行作业之前，需要在测区范围内或附近选择一小块区域作为检校场，一般选择在起飞场地附近。
[0009]进一步的，在采集数据之前或之后都要设备进行校验，一般通过采集、处理校验场数据计算各个仪器间精密的偏心分量和安装轴间精密的偏心角，从而对整个测区数据进行系统误差纠正，提高精度，IMU的3个角的校验，要求地形有一定坡度，但不能太大，同时地形范围适当大些，保证航线足够长，飞机在飞检校验场时，一般飞“井”字形或“田”字形。
[0010]进一步的，地面基站布设，在测区内布置一定数量的GPS基准站用于动态GPS定位。
[0011]进一步的，航线设计采用现势性较好的具有坐标参考的中高分辨率遥感影像作为航飞设计底图，也可以直接利用网络公开的地理信息资源，如GoogleEarth、天地图。
[0012]进一步的，根据工程需求进行航带设计，确定作业飞机的飞行参数及测量参数，航线设计从高效、经济的原则出发，基于所采用的飞行平台和搭载设备的技术参数，以合理、经济的方案满足预期成果数据的技术要求和精度要求，综合考虑仪器设备的性能、地形、地势、高差、摄区形状、航高、航向重叠度、旁向重叠度和航行协调等一系列要素进行设计。
[0013]进一步的，在步骤S5中，数据预处理阶段涉及内容包括点云分类规则网格化、点云空间索引快速生成，模型重建阶段涉及内容包括点云地物的分类定义，如房屋、树木、河流、交跨导线、杆塔。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果如下。
[0015]1、本专利技术基于激光点云数据建模技术能够快速完成输电线路走廊环境的三维建模工作，通过相对激光点云数据的管理，并在特征提取基础上，利用逐点分类或分割聚类分类方法对点云识别，并对目标进行提取，可以直接对模型成果进行高度、面积等量测。在准确完成房屋拆迁量统计、林木砍伐估算的同时，可以作为基础数据有效辅助三维设计工作的开展；2、本专利技术依托实际工程，在设计阶段采用激光点云扫描技术获取线路工程通道内的激光点云数据，可以得到更加直观的通道三维场景，更真实地还原通道现状，以三维可视化方式辅助设计人员直观、高效完成线路设计工作，在促进技术创新的同时，提高设计质量；3、本专利技术利用高精度的通道三维模型，研究在设计阶段准确获取拆迁房屋的位置、面积，准确获取林木砍伐信息，可以有效提高工程项目房屋迁改、林木砍伐等工作的准确性，为相关补偿工作的提前开展提供可靠数据，为全面落实“先签后建”工作提供技术支
撑。
附图说明
[0016]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术基于激光点云数据建模实施的示意图；图2是本专利技术一种利用激光点云扫描技术创建三维模型的方法实际应用示意图。
具体实施方式
[0017]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，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0018]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。
[0019]在本专利技术的描述中，需要说明的是，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，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0020]为使本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用激光点云扫描技术创建三维模型的方法，其特征在于：包括以下步骤；S1、激光点云数据获取；根据测区地形情况，确定采激光点云数据的航带覆盖宽度、以及航带条数，确定激光雷达设备；S2、激光点云的数据处理；激光点云的数据处理包含点云去噪、点云拼接、统一坐标系统，对采集到的激光点云数据首先应去除噪声点、精简冗余数据，然后对多个飞行条带数据进行拼接，一个测站的扫描只能得到物体的一个侧面，将从不同视角进行扫描得到的多个空间点云进行拼接，最后对多个条带统一坐标系统，测定控制点的坐标，处理扫描数据时，各测站都需要转换到控制点所在的坐标系中；S3、激光点云的加载及展示；通过采集点云数据总体结构，按照不同级别对数据进行分类、压缩，每一级别包括集、块和包三级索引，实现高度存储和快速加载显示，采用合理的存储格式实现高效存储和快速加载显示，解决海量点云占用空间大，显示卡顿，渲染效果差问题，为点云的进一步应用提供基础；S4、激光点云数据优化；点的数量达到数亿量级，按照技术路线的设定，将其根据点云分类规则网格化、点云空间索引快速生成、点云地物最近距离计算；S5、基于激光点云数据建模实施；点云数据建模过程包括数据预处理和模型重建，数据预处理为模型重建提供可靠精确的点云数据，降低模型重建的复杂度，提高模型重构的精度和速度。2.根据权利要求1所述的一种利用激光点云扫描技术创建三维模型的方法，其特征在于：在步骤S1中，按照1:2000成图要求，结合调研成果确定航飞设备及航飞模式，选择合适的飞行器，采用带有一定旁向重叠度的往返飞行方案，保证路径中心区域有较高的扫描数据重叠度，根据测区情况，选择适当长度布设一定量的地面控制点。3.根据权利要求1所述的一种利用激光点云扫描技术创建三维模型的方法，其特征在于：在步骤S1中，需要先进行激光点云系统检校，包括以下几个方面，检校飞行
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选择校验场
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地面基站布设
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【专利技术属性】
技术研发人员：于武占，殷鹏，周世战，徐晓雨，王海鸣，孙廷昊，王雅光，王维铭，李亮，白晓亮，时鑫，石健，刘云龙，罗旭，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：