一种基于隧道几何特征的复杂形态隧道点云滤波方法、设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种基于隧道几何特征的复杂形态隧道点云滤波方法、设备及存储介质，点云滤波方法包括：隧道整体点云偏斜调整；将隧道原始点云沿全局坐标系Y轴方向等厚度分割成隧道分段点云，分段点云偏转角及方位的修正，生成对应的截面点云；利用凸包算法初步识别隧道截面点云轮廓，依次计算所有非名义轮廓点至隧道截面名义轮廓的距离；比较非名义轮廓点至隧道截面名义轮廓的距离与距离阈值的相对大小，对隧道截面点云的非名义轮廓点进行二次筛分，实现隧道分段轮廓点云的识别；依次对隧道各分段点云进行滤波，对分段轮廓点云进行融合，最终得到隧道的轮廓点云。本发明专利技术实现了非规则断面隧道轮廓点云的识别，提高了复杂形态隧道点云滤波计算精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于隧道点云数据处理，涉及一种基于隧道几何特征的复杂形态隧道点云滤波方法、设备及存储介质。

技术介绍

1、三维激光扫描技术(激光雷达技术)具有扫描技术速度快、扫描精度高、非接触式且不受扫描环境影响等特点，使其在隧道监控量测与监测预警方面具有广泛的应用。由于利用激光雷达技术获取的海量隧道点云不可避免地具有大量非隧道轮廓点，即干扰点，严重影响其在隧道工程领域的应用，故在将其进一步应用前，需先对隧道点云进行滤波，即将隧道点云的轮廓点云与非轮廓点云进行区分。但隧道点云滤波涉及到海量点的计算，且滤波精度对隧道点云的进一步应用具有极大的影响，隧道点云的高精度滤波是其在隧道工程领域应用的前提与基础。

2、已有的隧道点云滤波方法主要针对圆形或椭圆形断面隧道，利用二次曲线方程，如圆方程、椭圆方程等，对隧道分段点云投影后的平面点云进行拟合，并依据平面点云至拟合中心的距离判断其是否为噪声点，从而实现其滤波。然而，这类方法仅适用于截面为圆形或椭圆形的隧道，对于半圆拱、三心拱以及非规则断面隧道点云滤波时则具有较大的局限性。

3、近年来，机器学习在地本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于隧道几何特征的复杂形态隧道点云滤波方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述一种基于隧道几何特征的复杂形态隧道点云滤波方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述一种基于隧道几何特征的复杂形态隧道点云滤波方法，其特征在于，所述S2中，以隧道延伸方向两端断面中点的连线为参考，计算两个断面中点的连线与全局坐标系Y轴的夹角，依据式(1)对隧道点云进行旋转变换：

4.根据权利要求2所述一种基于隧道几何特征的复杂形态隧道点云滤波方法，其特征在于，所述S4中，按式(2)计算点Pj的角度，由此计算出所有顶点的角度；

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【技术特征摘要】

1.一种基于隧道几何特征的复杂形态隧道点云滤波方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述一种基于隧道几何特征的复杂形态隧道点云滤波方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述一种基于隧道几何特征的复杂形态隧道点云滤波方法，其特征在于，所述s2中，以隧道延伸方向两端断面中点的连线为参考，计算两个断面中点的连线与全局坐标系y轴的夹角，依据式(1)对隧道点云进行旋转变换：

4.根据权利要求2所述一种基于隧道几何特征的复杂形态隧道点云滤波方法，其特征在于，所述s4中，按式(2)计算点pj的角度，由此计算出所有顶点的角度；

5.根据权利要求2所述一种基于隧道几何特征的复杂形态隧道点云滤波方法，其特征在于，所述s5中，隧道分段投影点云对应的拐角点位于四个角，依据四个拐角点在x-y坐标下坐标分量的相对大小，分别进行编号，以左下角顶点为起点，按逆时针方向将四个拐角点分别记为pi1、pi2、pi3、pi4，按式(3)、式(4)分别计算隧道分段投影点云左、右两侧短...

【专利技术属性】
技术研发人员：史应恩，江权，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：