一种激光点云公路断面处理方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种激光点云公路断面处理方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：获取公路的激光点云数据，根据断面信息从所述激光点云数据提取断面点云数据；对所述断面点云数据进行预处理，并将预处理后的断面点云数据投影至二维平面得到二维断面点云数据；计算所述二维断面点云数据的右偏值，根据所述右偏值对所述二维断面点云数据进行滤波处理；将滤波后的二维断面点云数据划分为若干个点云区间，根据所述点云区间分配抽稀策略，并基于所述抽稀策略对所述点云区间进行抽稀得到公路断面点云。本发明专利技术提供的一种激光点云公路断面处理方法、装置、设备及存储介质，提取断面点云数据，根据断面点云数据生产出公路断面，计算范围小，提高了生产效率。高了生产效率。高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种激光点云公路断面处理方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及公路勘测
，尤其涉及一种激光点云公路断面处理方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)是集激光、全球定位系统(global positioning system,GPS)和惯性导航系统(inertial navigation system,INS)技术于一体的主动雷达探测技术，不仅能够克服植被、阴影的影响，而且受天气影响较小，可用于快速、精确、大规模地获取地面及地面目标的三维空间信息。其数据密度大且几何精度高，因此利用LiDAR获取的高精度数字表面模型(digital surface model,DSM)，可以满足大比例尺地形图的精度需求。
[0003]获取准确的断面地面线是公路勘测设计的一项重要工作。传统的地表断面线生产方法是先用LiDAR点云滤波获取地面点，通过地面点生成数字地面模型，再用数字地面模型(通常为高精度数字表面模型digital surface model,DEM)映射得到断面信息数据，生产出断面产品。
[0004]但是，在生产实践中，目标的断面范围往往很小，所涉及的数据量也较小。但传统方法需要对全局数据进行滤波后才能生产DEM，这会造成大量的数据冗余，以致浪费计算能力，严重影响生产效率。此外，由于在大区域中真实地表非常复杂，存在各种形态的起伏，地表覆盖种类也更多样，因此对点云数据进行整体滤波操作，不仅滤波参数阈值难以选择，而且统一的阈值会使差异较大的区域滤波质量低，从而生产的DEM失真，最终影响断面质量。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，有必要提供一种激光点云公路断面处理方法、装置、设备及存储介质，用以解决现有技术中传统方法需要对全局数据进行滤波，严重影响激光点云公路断面处理效率，且真实地表复杂度高，滤波参数阈值难以选择，导致断面质量差的问题。
[0006]为达到上述技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种激光点云公路断面处理方法，包括：
[0008]获取公路的激光点云数据，根据断面信息从激光点云数据提取断面点云数据；
[0009]对断面点云数据进行预处理，并将预处理后的断面点云数据投影至二维平面得到二维断面点云数据；
[0010]计算二维断面点云数据的右偏值，根据右偏值对二维断面点云数据进行滤波处理；
[0011]将滤波后的二维断面点云数据划分为若干个点云区间，根据点云区间分配抽稀策略，并基于抽稀策略对点云区间进行抽稀得到公路断面点云。
[0012]优选的，获取公路的激光点云数据，根据断面信息从激光点云数据提取断面点云数据，包括：
[0013]获取中桩点坐标，根据中桩点坐标计算中桩点的方位角；
[0014]根据中桩点的方位角和中桩点坐标计算断面直线的方程表达式；
[0015]基于中桩点，根据预设边桩距离阈值确定断面直线的边桩位置；
[0016]根据激光点云数据确定断面距离阈值，并根据断面距离阈值、边桩位置和激光点云数据到断面直线的距离提取断面点云数据。
[0017]优选的，获取公路的激光点云数据，根据断面信息从激光点云数据提取断面点云数据，还包括：
[0018]若提取出多条断面点云数据，旋转断面点云数据使得断面直线与横坐标轴垂直；
[0019]根据旋转后的断面直线与横坐标轴交点的横坐标排序，并基于排序结果建立索引号。
[0020]优选的，对断面点云数据进行预处理，并将预处理后的断面点云数据投影至二维平面得到二维断面点云数据，包括：
[0021]通过高斯滤波算法对断面点云数据进行预处理得到去噪的断面点云数据；
[0022]将去噪的断面点云数据投影至二维平面得到二维断面点云数据。
[0023]优选的，计算二维断面点云数据的右偏值，根据右偏值对二维断面点云数据进行滤波处理，包括：
[0024]根据预设间距将二维断面点云数据分成若干点云数据段；
[0025]将所有点云数据段中纵坐标最小的点云直线连接得到初始地形折线；
[0026]确定二维断面点云数据到初始地形折线的离地高差，根据离地高差计算二维断面点云数据的离地高差右偏值；
[0027]当离地高差右偏值大于零时，将二维断面点云数据按照离地高差从大到小排列，依次删除离地高差的极大值点，并重新计算离地高差右偏值直至离地高差右偏值不大于零。
[0028]优选的，将滤波后的二维断面点云数据划分为若干个点云区间，根据点云区间分配抽稀策略，包括：
[0029]根据预设间距将滤波后的二维断面点云数据划分为若干个点云区间并计算每一点云区间的起伏度；
[0030]根据起伏度和第一预设阈值将点云区间划分为平坦区和非平坦区；
[0031]根据第二预设阈值将非平坦区划分为粗糙区和非粗糙区；
[0032]根据点云区间的划分类型为每一点云区间分配抽稀策略；抽稀策略保留所有点云区间内高程极值点和所有非平坦区内的高曲率点。
[0033]优选的，根据第二预设阈值将非平坦区划分为粗糙区和非粗糙区，包括：
[0034]对非平坦区内的所有点云进行曲线拟合确定拟合高程值；
[0035]根据非平坦区内的所有点云的拟合高程值和实际高程值确定非平坦区的地表粗糙度；
[0036]根据地表粗糙度和第二预设阈值将非平坦区划分为粗糙区和非粗糙区。
[0037]第二方面，本专利技术还提供了一种激光点云公路断面处理装置，包括：
[0038]提取模块，用于获取公路的激光点云数据，根据断面信息从激光点云数据提取断面点云数据；
[0039]预处理模块，用于对断面点云数据进行预处理，并将预处理后的断面点云数据投影至二维平面得到二维断面点云数据；
[0040]滤波模块，用于计算二维断面点云数据的右偏值，根据右偏值对二维断面点云数据进行滤波处理；
[0041]抽稀模块，用于将滤波后的二维断面点云数据划分为若干个点云区间，根据点云区间分配抽稀策略，并基于抽稀策略对点云区间进行抽稀得到公路断面点云。
[0042]第三方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中，
[0043]存储器，用于存储程序；
[0044]处理器，与存储器耦合，用于执行存储器中存储的程序，以实现上述任一种实现方式中的激光点云公路断面处理方法中的步骤。
[0045]第四方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的程序或指令，程序或指令被处理器执行时，能够实现上述任一种实现方式中的激光点云公路断面处理方法中的步骤。
[0046]采用上述实施例的有益效果是：本专利技术涉及一种激光点云公路断面处理方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：获取公路的激光点云数据，根据断面信息从所述激光点云数据提取断面点云数据；对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光点云公路断面处理方法，其特征在于，包括：获取公路的激光点云数据，根据断面信息从所述激光点云数据提取断面点云数据；对所述断面点云数据进行预处理，并将预处理后的断面点云数据投影至二维平面得到二维断面点云数据；计算所述二维断面点云数据的右偏值，根据所述右偏值对所述二维断面点云数据进行滤波处理；将滤波后的二维断面点云数据划分为若干个点云区间，根据所述点云区间分配抽稀策略，并基于所述抽稀策略对所述点云区间进行抽稀得到公路断面点云。2.根据权利要求1所述的激光点云公路断面处理方法，其特征在于，所述获取公路的激光点云数据，根据断面信息从所述激光点云数据提取断面点云数据，包括：获取中桩点坐标，根据所述中桩点坐标计算中桩点的方位角；根据所述中桩点的方位角和所述中桩点坐标计算断面直线的方程表达式；基于所述中桩点，根据预设边桩距离阈值确定所述断面直线的边桩位置；根据所述激光点云数据确定断面距离阈值，并根据所述断面距离阈值、所述边桩位置和所述激光点云数据到所述断面直线的距离提取断面点云数据。3.根据权利要求2所述的激光点云公路断面处理方法，其特征在于，所述获取公路的激光点云数据，根据断面信息从所述激光点云数据提取断面点云数据，还包括：若提取出多条断面点云数据，旋转所述断面点云数据使得所述断面直线与横坐标轴垂直；根据旋转后的断面直线与所述横坐标轴交点的横坐标排序，并基于排序结果建立索引号。4.根据权利要求1所述的激光点云公路断面处理方法，其特征在于，所述对所述断面点云数据进行预处理，并将预处理后的断面点云数据投影至二维平面得到二维断面点云数据，包括：通过高斯滤波算法对所述断面点云数据进行预处理得到去噪的断面点云数据；将去噪的断面点云数据投影至二维平面得到二维断面点云数据。5.根据权利要求4所述的激光点云公路断面处理方法，其特征在于，所述计算所述二维断面点云数据的右偏值，根据所述右偏值对所述二维断面点云数据进行滤波处理，包括：根据预设间距将所述二维断面点云数据分成若干点云数据段；将所有所述点云数据段中纵坐标最小的点云直线连接得到初始地形折线；确定所述二维断面点云数据到所述初始地形折线的离地高差，根据所述离地高差计算所述二维断面点云数据的离地高差右偏值；当所述离地高差右偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑亮，明洋，韩飞，王守彬，李圣明，李林，苏艳华，常青，刘亚萍，
申请(专利权)人：武汉中交工程勘察有限公司，
类型：发明
国别省市：