[发明专利]一种基于局部优化的三维点云平面度计算方法

权利要求书

1.一种基于局部优化的三维点云平面度计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1选取测量平面，获得该测量平面的点云并进行网格划分，网格的间距为原始点云间距的3倍～5倍；

S2对单个网格内的点云进行平面度拟合并获得拟合平面，然后计算该网格内每个点到该拟合平面的距离，并将距离的绝对值进行降序排列，最后基于95％的数据处于3σ置信区间内的理论，将排在前面5％的点作为噪点剔除，具体包括：

S21第k个网格内的点云为对点云P_k进行平面度拟合，确定满足公式(1)的a_k,b_k,c_k的估计值

式中，p_ki＝(x_ki,y_ki,z_ki)为点云P_k中的第i个点的三维坐标，a_k,b_k,c_k为方程的系数；

S22利用估计值建立平面方程计算点云P_k中各点到平面方程z_k的距离；

S23将步骤S22获得的距离的绝对值进行降序排列，并将排在前面5％的点作为噪点剔除；S3重复步骤S2直至遍历所有网格，对余下的点云进行平面度拟合获得所述测量平面的平面度，具体包括：

S31将所有网格中的噪点剔除，获得处理后的点云P′＝{p₁,p₂,...p_i,...p_s}；

S32对点云P′进行平面度拟合，确定满足公式(2)的a,b,c的估计值

式中，p_i＝(x_i,y_i,z_i)为点云P′中第i个点的三维坐标，a,b,c是方程的系数；

S33利用估计值建立平面方程然后计算点云P′中各点到平面方程z的距离集合D＝{d₁,d₂,...d_i,...d_s}；

S34根据公式(3)计算所述测量平面的平面度f，

f＝max{d₁,d₂,...d_i,...d_s}-min{d₁,d₂,...d_i,...d_s} (3)。

2.如权利要求1所述的基于局部优化的三维点云平面度计算方法，其特征在于，所述步骤S1中采用光学测量系统获得测量平面的点云。

3.如权利要求2所述的基于局部优化的三维点云平面度计算方法，其特征在于，所述步骤S1中的光学测量系统采用光栅式面阵扫描仪进行测量。

4.如权利要求1～3任一项所述的基于局部优化的三维点云平面度计算方法，其特征在于，所述步骤S1中采用正方体网格进行划分。