[发明专利]一种岩体三维点云节理迹线提取方法

说明书

本发明涉及岩体表面特征识别技术领域，提供一种岩体三维点云节理迹线提取方法，包括：步骤1：获取岩体的三维点云数据；步骤2：基于三维点云的颜色信息，根据三维点云的颜色变化，提取岩体表面的潜在节理迹线点第一集合Asubgt;1/subgt;；步骤3：基于三维点云的几何信息，根据三维点云的曲率变化，提取岩体表面的潜在节理迹线点第二集合Asubgt;2/subgt;；步骤4：对潜在节理迹线点集合A＝Asubgt;1/subgt;∪Asubgt;2/subgt;进行局部优化：步骤5：基于建立局部矢量缓冲区的双向连接算法，对优化后的节理迹线点集合A'进行处理，得到岩体表面的节理迹线。本发明能够提高岩体表面节理迹线提取的精度，得到符合真实岩体表面特征的节理迹线。

技术领域

本发明涉及岩体表面特征识别技术领域，特别是涉及一种岩体三维点云节理迹线提取方法。

背景技术

在岩体质量分级及岩体结构稳定性分析的过程中，节理迹线提取的精细化程度是一个重要参考指标，在地质勘查和灾害评估中有着重要的参考意义。目前岩体表面特征识别技术已日趋成熟，但精细提取依然是一个亟待解决的难题。目前的岩体表面节理迹线提取方法，大多是通过点云的曲率变换或图像处理技术来实现，提取特征比较单一，缺少岩体表面颜色特征和几何特征的交融性。这样得到的节理迹线，从岩体表面的实际情况上来说精细化程度低，难以支撑岩体质量评估和岩体稳定性分析。因此，岩体表面节理迹线提取的精细程度越高，越有利于地质人员对岩体进行评估和分析，但节理迹线的精确提取需要更精确的技术手段来支撑。据此，针对上述问题，有必要提出一种高精度的岩体三维点云节理迹线提取方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种岩体三维点云节理迹线提取方法，能够提高岩体表面节理迹线提取的精度，得到符合真实岩体表面特征的节理迹线。

本发明的技术方案为：

一种岩体三维点云节理迹线提取方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1：获取岩体的三维点云数据；

步骤2：基于三维点云的颜色信息，根据三维点云的颜色变化，提取岩体表面的潜在节理迹线点第一集合A₁；

步骤3：基于三维点云的几何信息，根据三维点云的曲率变化，提取岩体表面的潜在节理迹线点第二集合A₂；

步骤4：对潜在节理迹线点集合A＝A₁∪A₂进行局部优化：

步骤4.1：对每个潜在节理迹线点a∈A进行邻域搜索，对潜在节理迹线点a的邻域L_a内的点进行主成分分析，得到邻域L_a对应的主成分方向线l_a；

步骤4.2：将潜在节理迹线点a垂直投影至主成分方向线l_a上，得到的投影点a'即为对应的优化后的节理迹线点，形成优化后的节理迹线点集合A'；

步骤5：基于建立局部矢量缓冲区的双向连接算法，对优化后的节理迹线点集合A'进行处理，得到岩体表面的节理迹线：

步骤5.1：从优化后的节理迹线点集合A'中随机选取一个点作为初始搜索点；

步骤5.2：令i＝1，在初始搜索点处建立局部矢量缓冲区Q₀；

步骤5.3：在局部矢量缓冲区Q₀内未被连接的点中搜索初始搜索点的第i近邻点，判断是否能搜索到初始搜索点的第i近邻点：若是，则连接初始搜索点与该第i近邻点，并将该第i近邻点作为当前搜索点，进入步骤5.4；若否，则进入步骤5.7；

步骤5.4：令k＝1，在当前搜索点处建立局部矢量缓冲区Q；