[发明专利]一种基于三维激光点云数据的排序、插值处理方法

说明书

本发明提供了一种基于三维激光点云数据的排序、插值处理方法，包括：S1、数据采集：用三维激光扫描仪采集点云数据；S2、裁剪：将采集到的非目标点裁剪删除；S3、修补：对三维图像进行初步修补，填补孔洞；S4、切割：为便于计算将点云数据切割成标准矩形；S5、标号：依据矩形顶点坐标划分网格对点进行标号排序；S6、插值：先利用空间三角面中点的坐标和连接关系进行插值，再利用每个点周边八个点的信息进行插值。本发明提出的基于三维激光点云数据的排序、插值处理方法，简化使用三维激光扫描仪前的准备工作，在考虑点的坐标信息和点与点之间的连接关系的基础上，对离散三维数据实现排序、插值等功能，得到平滑的三维图形，以便后期的数据应用。

技术领域

本发明涉及三维点云数据处理领域，具体是一种基于三维激光点云数据的排序、插值处理方法。

背景技术

近几年，三维激光扫描技术作为一种高新技术，因其高精度性和高分辨率等特点成为当前研究的热点，但运用三维激光设备所获得的点云数据是离散的、密度不均匀的，并且在扫描过程中，由于设备的内部因素或其他外部环境条件会引起系列系统误差或随机误差，从而对最终实验结果产生巨大影响。因此，为方便后期数据使用和减少实验误差，需要对采集到的点云数据进行排序、插值等处理。

对点云数据的排序和插值处理有很多方法，目前已有的对三维激光点云数据的排序、插值处理方法存在以下局限性：

(1)对点云数据的排序主要按照某一坐标值坐标信息进行排序，具有单一性，无法保证数据排序的准确性；

(2)对点云数据的线性插值主要依据某一方向或者将几个方向结合求取平均值，这种计算方法对大面积无值点云数据区域存在误差的积累。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种新的三维激光点云数据的排序、插值处理方法，从网络整体和连接关系的角度实现对三维激光点云数据的排序、插值处理。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于三维激光点云数据的排序、插值处理方法，包括如下步骤：

S1、数据采集：利用三维激光扫描仪采集点云数据；

S2、裁剪：将采集到的非目标点裁剪删除；

S3、修补：对三维图像进行初步修补，填补孔洞；

S4、切割：将经步骤S3处理的点云图像输入处理软件中切割成标准矩形，以便于后期处理计算；

S5、标号：依据矩形顶点坐标信息，划分网格对点进行排序；

S6、插值：先利用空间三角面中点的坐标和连接关系进行插值，再利用每个点周边八个点的信息进行插值。

作为进一步的优选方案，在所述S2中，对非扫描点的裁剪是运用三维激光扫描仪匹配软件中的数据处理功能。

作为进一步的优选方案，在所述S3中是基于Geomagic软件的形态学处理工具，修复图形中的非流形边、自相交、高度折射边、钉状物、小组件、小孔，所有离散三维点云图像均需进行相同参数设置的修补处理。

作为进一步的优选方案，在所述S4中，运用的处理软件是MATLAB软件，存储形式为stl格式，利用点云的二维坐标信息进行切割，并同时存储和输出矩阵顶点坐标信息。

作为进一步的优选方案，在所述S5中，运用MATLAB软件，依据步骤S4的顶点坐标信息，按步长为0.01mm划分网格，将点云数据与网格进行匹配，依此排序标号。

作为进一步的优选方案，在所述S6中利用空间三角面的坐标和连接信息，基于向量关系进行插值。