一种用于铁路海量点云无损可逆二维化的数据处理方法技术

本发明专利技术提出了一种用于铁路海量点云无损可逆二维化的数据处理方法，属于信息技术领域，该显示方法具体步骤如下：S1：获取铁路海量点云数据文件，对其进行解析，得到海量点云；S2：计算铁路轨道中心点，每前进固定距离计算一次，对连续轨道中心点进行样条插值获得轨道中心线，对轨道中心线平移得到扫描轨迹线；S3：计算所述海量点云在移动式扫描仪轨迹线上距离最近的点，同时为所述海量点云创建轨迹线索引；S4：将所述海量点云按照轨迹线索引以二维图像信息的格式保存，读取保存的二维信息，按照所述轨迹线索引还原所述海量点云。解决了铁路海量点云直接在三维空间处理消耗储存空间和计算能力过大的问题。和计算能力过大的问题。和计算能力过大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于铁路海量点云无损可逆二维化的数据处理方法


[0001]本专利技术涉及信息
，尤其涉及一种用于铁路海量点云无损可逆二维化的数据处理方法和装置。

技术介绍

[0002]在对铁路及周边沿线采用移动式三维激光扫描仪进行扫描时，由于铁路狭长型的结构、且点云数据量巨大(TB级)，对铁路及周边沿线海量点云进行目标识别和目标分割时，在人工标注和深度学习自动处理方面，都存在巨大挑战：在人工标注时，需要从多角度观察目标点云以确定目标的类型和详细轮廓，对点云显示和处理软件造成巨大负担，甚至造成死机；在深度学习自动处理方面，铁路海量点云的数量和密度都远远超过目前深度学习自动处理算法和计算机硬件的极限，这是目前所面临的问题。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中至少一个问题，一方面，本专利技术提供了一种用于铁路海量点云无损可逆二维化的数据处理方法，以解决当前对铁路海量点云进行目标识别和目标分割时，点云数据量过大，超出计算计软件和硬件限值的情况。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]一种用于铁路海量点云无损可逆二维化的数据处理方法，该数据处理方法包括：S1：获取铁路海量点云数据文件，对其进行解析，得到海量点云；S2：计算铁路轨道中心点，每前进固定距离计算一次，对连续轨道中心点进行样条插值获得轨道中心线，对轨道中心线平移得到扫描轨迹线；S3：计算所述海量点云在移动式扫描仪轨迹线上距离最近的点，同时为所述海量点云创建轨迹线索引；S4：将所述海量点云按照轨迹线索引以二维图像信息的格式保存，读取保存的二维信息，按照所述轨迹线索引还原所述海量点云。
[0006]可选的，所述步骤S2包括：S201：在铁路海量点云上设置初值，对点云做横切，提取横切面附近点云并投影为图像；S202：在铁路横切面点云投影图像上使用标准钢轨横断面进行模板匹配，获取左右两钢轨的具体位置，将两钢轨位置取平均获得轨道中心点位置，并投影回到铁路点云坐标系；S203：根据所述轨道中心线的位置，向前移动小段距离，重复步骤S201和S202，获取新的轨道中心点；S204：当步骤S203中所述的向前移动小段距离后找不到钢轨点云时，结束寻找轨道中心点；S205：将所有轨道中心点排序，使用样条插值获得轨道中心线； S206：将轨道中心线按照移动三维激光扫描仪的结构平移到三维激光扫描仪中心点位置得到扫描轨迹线。
[0007]可选的，所述步骤S3包括：S301：计算海量点云在扫描轨迹线上距离最近的点；S302：根据点云在轨迹线上的最近点计算其二维化后的轨迹线索引。
[0008]可选的，所述步骤S302包括：S3021：根据海量点云的密度决定二维化网格每格代表的距离，保证每个二维网格中不多于两个点；其中，点云在轨迹线上最近点与轨迹线起点的距离为行索引，点云与其轨迹线最近点连线与水平面夹角为列索引，点云的基本数据为
二维网格插入值。
[0009]可选的，所述点云的基本数据包括：点云扫描轨迹线最近点的序号、点云与其轨迹线最近点距离、点云颜色、点云反射强度中的一种或其组合。
[0010]可选的，所述步骤S4包括：S401：存储铁路海量点云扫描轨迹线，将海量点云按照其轨迹线索引存储为图像二维数据格式；S402：读取步骤S401中存储的海量点云扫描轨迹线和海量点云所有二维信息，还原二维网格中非空网格对应点云的三维坐标、点云颜色、点云反射强度等信息。
[0011]可选的，所述步骤S401包括：存储内容包括步骤S3021中二维网格所有插入值。
[0012]另一方面，本专利技术还提供了一种用于铁路海量点云无损可逆二维化的数据处理装置，该数据处理装置包括：海量点云获取模块，适用于获取铁路海量点云数据文件，对其进行解析，得到海量点云；扫描轨迹线提取模块，适用于计算铁路轨道中心点，每前进固定距离计算一次，对连续轨道中心点进行样条插值获得轨道中心线，对轨道中心线平移得到扫描轨迹线；创建轨迹线索引模块，适用于计算所述海量点云在移动式扫描仪轨迹线上距离最近的点，同时为所述海量点云创建轨迹线索引；海量点云无损可逆二维化模块，适用于将所述海量点云按照轨迹线索引以二维图像信息的格式保存，读取保存的二维信息，按照所述轨迹线索引还原所述海量点云。
[0013]又一方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有一个或一个以上的指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述的用于铁路海量点云无损可逆二维化的数据处理方法。
[0014]再一方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器；所述存储器中存储有至少一条程序指令；所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现上述的用于铁路海量点云无损可逆二维化的数据处理方法。
[0015]相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：提供了一种用于铁路海量点云无损可逆二维化的数据处理方法，该数据处理方法包括：S1：获取铁路海量点云数据文件，对其进行解析，得到海量点云；S2：计算铁路轨道中心点，每前进固定距离计算一次，对连续轨道中心点进行样条插值获得轨道中心线，对轨道中心线平移得到扫描轨迹线；S3：计算所述海量点云在移动式扫描仪轨迹线上距离最近的点，同时为所述海量点云创建轨迹线索引；S4：将所述海量点云按照轨迹线索引以二维图像信息的格式保存，读取保存的二维信息，按照所述轨迹线索引还原所述海量点云。一方面，通过重构铁路海量点云的空间索引解决了点云散乱结构、相互遮挡的问题，将计算量巨大的三维点云数据无损的转换为二维数据，降低了点云显示和相关处理算法的存储空间和计算能力需求。另一方面，通过铁路海量点云的空间索引和扫描轨迹线解决了二维信息还原三维点云时空间位置信息缺失的问题，将经过处理过的铁路海量点云二维化数据还原为原始的铁路海量点云，从而对处理后铁路海量点云做直观展示。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他
的附图。
[0017]图1是本专利技术一个实施例提供的用于铁路海量点云无损可逆二维化的数据处理方法流程图。
[0018]图2是本专利技术一个实施例提供的用于铁路海量点云无损可逆二维化的数据处理装置示意图。
[0019]图3是本专利技术实施例所提供的电子设备的部分框图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0021]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于铁路海量点云无损可逆二维化的数据处理方法，其特征在于，该数据处理方法包括：S1：获取铁路海量点云数据文件，对其进行解析，得到海量点云；S2：计算铁路轨道中心点，每前进固定距离计算一次，对连续轨道中心点进行样条插值获得轨道中心线，对轨道中心线平移得到扫描轨迹线；S3：计算所述海量点云在移动式扫描仪轨迹线上距离最近的点，同时为所述海量点云创建轨迹线索引；S4：将所述海量点云按照轨迹线索引以二维图像信息的格式保存，读取保存的二维信息，按照所述轨迹线索引还原所述海量点云。2.根据权利要求1所述的用于铁路海量点云无损可逆二维化的数据处理方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S201：在铁路海量点云上设置初值，对点云做横切，提取横切面附近点云并投影为图像；S202：在铁路横切面点云投影图像上使用标准钢轨横断面进行模板匹配，获取左右两钢轨的具体位置，将两钢轨位置取平均获得轨道中心点位置，并投影回到铁路点云坐标系；S203：根据所述轨道中心线的位置，向前移动小段距离，重复步骤S201和S202，获取新的轨道中心点；S204：当步骤S203中所述的向前移动小段距离后找不到钢轨点云时，结束寻找轨道中心点；S205：将所有轨道中心点排序，使用样条插值获得轨道中心线；S206：将轨道中心线按照移动三维激光扫描仪的结构平移到三维激光扫描仪中心点位置得到扫描轨迹线。3.根据权利要求1所述的用于铁路海量点云无损可逆二维化的数据处理方法，其特征在于，所述步骤S3包括：S301：计算海量点云在扫描轨迹线上距离最近的点；S302：根据点云在轨迹线上的最近点计算其二维化后的轨迹线索引。4.根据权利要求3所述的用于铁路海量点云无损可逆二维化的数据处理方法，其特征在于，所述步骤S302包括：S3021：根据海量点云的密度决定二维化网格每格代表的距离，保证每个二维网格中不多于两个点；其中，点云在轨迹线上最近点与轨迹线起点的距离为行索引，点云与其轨迹线最近点连线与水平面夹角为列索引，点云的基本数据为二维网格插入值。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔昊，李健，陶亦文，乔宝晋，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：