[發明專利]一種激光點云柵格化方法

有效

• 申請號: 202110471198.1
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113137919B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 潘文武;竇延娟;游安清;孫會;田俊林;王磊;楊浩;雍松林;唐丹
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院應用電子學研究所
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G06T15/00
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 于晶晶

本發明涉及一種激光點云柵格化方法，屬于數據處理技術領域，根據原始激光點云數據的分辨率設定三維柵格的尺寸，根據三維坐標建立其對應的柵格索引關系式，計算得到三維柵格中心點坐標，若出現坐標相同的中心點，說明該三維柵格內存在多個點，去重，得到柵格化點云數據，在每個三維柵格內用當前柵格的中心點近似代表三維柵格內的所有點，本發明在保證對原始激光點云數據進行精簡的情況下，用盡量少的點表征實物表面的幾何形狀的細節特征，柵格化點云數據的質量和精度明顯提高。

技術領域

本發明屬于數據處理技術領域，具體地說涉及一種激光點云柵格化方法。

背景技術

三維激光掃描是一種三維激光點云數據獲取與模型重構技術，能在短時間內得到實物表面大量三維激光點云數據。相對于傳統的單點量測，三維激光掃描技術的主要優勢在于：獲取數據速度快、數據量大，每秒掃描的點可達上百萬，主動性強，能全天候作業，操作簡單方便，測量掃描通過軟件控制作業過程；獲取的數據具有全數字特征，便于信息傳輸、加工和表達。三維激光掃描采用無接觸的掃描測量模式，無需安置任何反射裝置在被掃描實物上，通過對目標物的掃描，除了能獲取實物的三維坐標信息外，還能同時獲取對應的天頂距、方位角、反射率和目標實物的距離等。三維激光掃描技術主要應用于文物保護、逆向工程模型重構、土木工程、工業測量、變形監測、地形測量等方面。為將掃描得到的原始激光點云數據轉換為最終的產品模型，必須對掃描得到的激光點云數據進行一系列的加工處理。由于激光掃描儀在數據采集過程中存在誤差存在，同時，激光點云數據的密集以及數據量大的特征，使得點云數據必然存在冗余，因此，需要對采集的激光點云數據進行精簡。

點云數據精簡是在保證掃描對象有效信息的前提下最大可能的減少冗余數據，通過數據精簡可極大的提高激光點云數據后續處理效率。現有技術常用的點云精簡方法為體素柵格降采樣算法及最近點算法，通過對激光點云數據構建一個長方體包圍盒，對包圍盒進行格網劃分并將點云歸入相應的格子，然后選擇格子重心點或距離格子中心最近的點來對激光點云數據進行去冗簡化，上述方法不能很好的保留實物的細節特征，對于海量的激光點云數據構網非常耗時。

發明內容

針對現有技術的種種不足，為了解決上述問題，現提出一種具有實時性的的激光點云柵格化方法。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種激光點云柵格化方法，包括以下步驟：

步驟S1、設置三維柵格尺寸；

步驟S2、讀取原始激光點云數據獲得坐標，根據坐標與三維柵格尺寸建立柵格索引關系式；

步驟S3、計算柵格索引關系式對應的三維柵格中心點坐標，遍歷原始激光點云數據中所有點，去重，得到柵格化點云數據。

進一步，根據原始激光點云數據的分辨率，設置三維柵格尺寸。所述分辨率為原始激光點云數據中點與點的距離，原始激光點云數據由密集的點組成。點云數據要具有足夠的分辨率才能提取實物表面的幾何形狀的細節特征，較高的點云密度可以獲得較高的分辨率。

優選的，以原始激光點云數據中最高點云密度作為三維柵格尺寸。

優選的，以原始激光點云數據中平均點云密度作為三維柵格尺寸。

進一步，原始激光點云數據可以是機載、車載或搭載方式采集獲得的激光點云數據。

進一步，三維柵格僅建立在原始激光點云數據中包含點的區域，即原始激光點云數據中不包含點的區域不建立三維柵格，避免因建立三維柵格增加新的點，保證了實物表面的幾何形狀的細節特征不會發生改變。

進一步，所述坐標為三維坐標。

進一步，所述步驟S3中去重的方法為：