【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光测量领域,具体涉及一种激光扫描采样数据的处理方法和装置。
技术介绍
激光扫描作为近年来发展起来的一种新技术,具有探测精度高、成像直观等优 点,在各类空区的精确探测上显示出独到优势。三维激光扫描仪是一种通过激光测距传 感器获取三维激光扫描仪与被测目标表面的各测量点之间的距离,进而获取被测目标的 三维空间形态的设备。三维激光扫描仪可以实现高精度无损测量,在建筑物三维建模、 矿山井下构筑物数字化、文物保护等诸多领域均具有重要应用价值。现有技术中的一种三维激光扫描过程的示意图如图1所示,扫描头的核心部件 可以做360°横向旋转,并收集距离值和扫描角度数据。扫描头每完成一次360°横向扫 描后,按照事先设置的仰角纵向转过一定角度后进行新一轮的扫描。同时,扫描头整体 可以上下移动,扫描整个空区范围的位置信息。由于实际扫描过程中受到空区粉尘污染、水汽、被扫描体表面粗糙、测量系统 误差等因素的影响,三维激光扫描仪测量得到的激光扫描数据(即点云数据)中混有 0.1%-5%的噪声,为空区形态的重构以及曲面拟合等后续处理带来困难,因此,需要对 激光扫描的采样数据进行消除噪声处理。由于空区表面的反射性,空区存在激光扫描不到的死角(比如遮挡)、激光测量 角度的限制等因素的影响,三维激光扫描仪无法测量到空区某些局部的点云数据,采集 到的激光扫描数据常含有孔洞。因此,需要对激光扫描的采样数据进行孔洞修补处理。激光扫描数据的密度取决于激光扫描间隔和扫描距离。对于狭长的空区,由于 纵向扫描角度大,扫描距离远,采集到的激光扫描数据存在明显的稀疏区域。采集数据 的距离值越大 ...
【技术保护点】
一种激光扫描的采样数据的处理方法,其特征在于,包括:获取与采样节点同层的设定数量的采样节点对应的距离Range值的平均值,具有相同纵向扫描角度θ的采样节点为同层的采样节点;当所述采样节点对应的距离Range值和所述平均值之间的差值大于设定的阈值时,则确定所述采样节点为噪声节点,并标记为缺失节点;否则,确定所述采样节点为正常节点。
【技术特征摘要】
1.一种激光扫描的采样数据的处理方法,其特征在于,包括获取与采样节点同层的设定数量的采样节点对应的距离Range值的平均值,具有相 同纵向扫描角度θ的采样节点为同层的采样节点;当所述采样节点对应的距离Range值和所述平均值之间的差值大于设定的阈值时, 则确定所述采样节点为噪声节点,并标记为缺失节点;否则,确定所述采样节点为正常 节点。2.根据权利要求1所述的激光扫描的采样数据的处理方法,其特征在于,所述的方法 还包括获取缺失节点的横向扫描角度α,当所述缺失节点所在层的相邻层内的所述α角度 范围内存在多个缺失节点,则记录所有的缺失节点,将位于缺失节点两端的正常节点标 记为顶点;继续检查所述顶点所在层的相邻层内的所述α角度范围的缺失节点的情况,如果存 在多个缺失的采样节点,则记录所有的缺失节点,将位于多个缺失的采样节点两端的正 常节点标记为顶点;重复执行上述处理过程,一直到在所述顶点所在层的相邻层内的所述α角度范围 的不存在缺失节点,将所有所述顶点依次用线段连接起来,所有顶点构成一个封闭的孔 洞。3.根据权利要求2所述的激光扫描的采样数据的处理方法,其特征在于,所述的方法 还包括获取所述孔洞的每个内角β,每个内角β为连接3个相邻顶点的两条线段之间的夹角;当所述β ≤ 90°时,不增补所述β对应的3个顶点之间的缺失节点; 当90° <所述夹角β <135°时,做所述夹角β的角平分线P1V1,线段P1V1的长度为4.根据权利要求1所述的激光扫描的采样数据的处理方法,其特征在于,所述的方法 还包括在缺失节点所在的层获取缺失节点的横向扫描角度α的四个相邻的α,根据所述四个相邻的α对应的四个采样节点的三维坐标进行三维加权求和计算,获取增补的采样节点的三维坐标,所述三维加权求和计算的计算方法如下5.根据权利要求1所述的激光扫描的采样数据的处理方法,其特征在于,所述的方法 还包括当在缺失节点所在层内存在多个缺失节点时,则计算出所述多个缺失节点的中间支 撑位的横向扫描角度a a = amin +(amax -amin )/2所述amax和αmin表示所述多个缺失节点的两端采样节点的横向扫描角度;根据所述中间支撑位的横向扫描角度α的四个相邻的α对应的四个采样节点的三维 坐标进行三维加权求和计算,获取增补的采样节点的三维坐标。6.根据权利要求1所述的激光扫描的采样数据的处理方法,其特征在于,所述的方法 还包括按照缺失节点的横向扫描角度α,将所述缺失节点所在层的采样数据进行分段,计 算分段后的采样数据的Range均值;当所述分段后的采样数据的Range均值与相邻层的相应位置的分段后的采样数据的 Range...
【专利技术属性】
技术研发人员:张国英,杨小聪,朱红,张达,刘冠洲,陈凯,邱波,沙芸,栗振江,游江维,张元生,余乐文,王利岗,
申请(专利权)人:北京矿冶研究总院,
类型:发明
国别省市:11
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