[發(fā)明專利]一種適用于SLAM點(diǎn)云去噪的融合濾波方法、電子設(shè)備、存儲介質(zhì)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011495165.2
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112651889A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王堅(jiān);謝海成;章小明;陳潤華;徐昀鵬;寧振偉;范鈾;劉小芬;段濤;于淑君
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東南方數(shù)碼科技股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 廣州市越秀區(qū)哲力專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44288
• 代理人: 葛燕婷

本發(fā)明提供一種適用于SLAM點(diǎn)云去噪的融合濾波方法，包括步驟：統(tǒng)計(jì)各高程間隔內(nèi)點(diǎn)云的頻數(shù)，濾除點(diǎn)云主體以外的極值噪聲點(diǎn)；確定空間劃分的柵格數(shù)量，建立點(diǎn)云的拓?fù)潢P(guān)系；計(jì)算每個柵格中的點(diǎn)云數(shù)量，若柵格中點(diǎn)云數(shù)量小于閾值，則認(rèn)為此柵格內(nèi)的點(diǎn)云為離散噪聲，并進(jìn)行刪除；通過空間柵格建立點(diǎn)云的K鄰域，同時(shí)剔除孤立團(tuán)簇噪點(diǎn)；通過雙邊濾波器去除附著在點(diǎn)云主體上的細(xì)小噪聲，得到最終去噪結(jié)果。本發(fā)明涉及電子設(shè)備和存儲介質(zhì)，用于執(zhí)行一種適用于SLAM點(diǎn)云去噪的融合濾波方法。本發(fā)明對噪聲空間分布廣、尺度不一的SLAM點(diǎn)云具有很好的去噪效果，并且有著較高的計(jì)算效率，極大提升了SLAM點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理的效率和效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及現(xiàn)代測繪數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于SLAM點(diǎn)云去噪的融合濾波方法、電子設(shè)備、存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

基于SLAM(同步定位與制圖)技術(shù)的移動激光掃描系統(tǒng)目前已成為3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集的重要手段，但是由于設(shè)備、環(huán)境、人為因素及匹配誤差的影響，SLAM點(diǎn)云數(shù)據(jù)中不可避免的會存在各種噪聲點(diǎn)，噪聲點(diǎn)的存在影響了三維點(diǎn)云的視覺觀感，也直接影響到后續(xù)點(diǎn)云表面重構(gòu)的精度，因此噪聲去除是SLAM點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理中必不可少的環(huán)節(jié)。

SLAM點(diǎn)云具有數(shù)據(jù)量大，噪聲空間分布廣且尺度不一的特點(diǎn)。現(xiàn)有的K鄰域統(tǒng)計(jì)濾波、半徑濾波、均值濾波、中值濾波、高斯濾波等去噪手段在去除SLAM點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)，往往存在計(jì)算量偏大，耗時(shí)較高，效率低下，特征丟失，且去噪效果不佳的問題，此時(shí)需要針對SLAM點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，使用融合濾波方法去除其噪聲。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于SLAM點(diǎn)云去噪的融合濾波方法，解決了現(xiàn)有點(diǎn)云噪聲去除方法計(jì)算量偏大，耗時(shí)較高，效率低下，特征丟失，且去噪效果不佳的問題。

本發(fā)明提供一種適用于SLAM點(diǎn)云去噪的融合濾波方法，包括以下步驟：

統(tǒng)計(jì)點(diǎn)云頻數(shù)，統(tǒng)計(jì)各高程間隔內(nèi)點(diǎn)云的頻數(shù)，濾除點(diǎn)云主體以外的極值噪聲點(diǎn)；

建立拓?fù)潢P(guān)系，確定空間劃分的柵格數(shù)量，建立點(diǎn)云的拓?fù)潢P(guān)系；

剔除離散噪聲，計(jì)算每個柵格中的點(diǎn)云數(shù)量，若柵格中點(diǎn)云數(shù)量小于閾值，則認(rèn)為此柵格內(nèi)的點(diǎn)云為離散噪聲，并進(jìn)行刪除；

建立K鄰域，通過空間柵格建立點(diǎn)云的K鄰域，同時(shí)剔除孤立團(tuán)簇噪點(diǎn)；

平滑細(xì)小噪聲，通過雙邊濾波器去除附著在點(diǎn)云主體上的細(xì)小噪聲，得到最終去噪結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述統(tǒng)計(jì)點(diǎn)云頻數(shù)步驟包括：

獲取信息，讀取點(diǎn)云，輸入高程間隔及判斷閾值；

統(tǒng)計(jì)數(shù)量，根據(jù)點(diǎn)云的Z坐標(biāo)值，統(tǒng)計(jì)出各高程間隔內(nèi)點(diǎn)云數(shù)量；

數(shù)量判斷，判斷每個高程間隔內(nèi)點(diǎn)云數(shù)量是否小于所述判斷閾值，是則該高程間隔內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)為噪聲，將其刪除。

進(jìn)一步地，所述建立拓?fù)潢P(guān)系步驟中，采用三維柵格法建立點(diǎn)云的拓?fù)潢P(guān)系。

進(jìn)一步地，所述建立拓?fù)潢P(guān)系步驟包括：

建立包圍盒，根據(jù)點(diǎn)云坐標(biāo)在X、Y、Z三個坐標(biāo)軸方向上的最大值和最小值建立最小外接長方體包圍盒，所述包圍盒的長、寬、高與三維點(diǎn)云的三個坐標(biāo)軸平行，所述包圍盒的長、寬、高表示為：

X_box＝X_max-X_min

Y_box＝Y(jié)_max-Y_min

Z_box＝Z_max-Z_min