[发明专利]一种基于三维点云的拉索索力识别方法、设备及存储介质

说明书

本发明涉及点云数据处理技术领域，具体是涉及一种基于三维点云的拉索索力识别方法、设备及存储介质。本发明首先对用于表示拉索上各点位置的三维点云数据进行降维预处理，得到各点位置的二维数据。然后根据各点位置的二维数据，计算任意两个点之间的水平跨度和高程差。最后根据水平跨度、高程差和各点位置的二维数据以及拉索的重力，计算出拉索上任意两点之间所受到的外界拉力。从上述分析可知，本发明直接通过三维点云数据计算出拉索上各点所收到的外界拉力，而三维点云数据的获取不需要借助于安装在拉索上的仪器，从而降低了测量拉索拉力的难度。

技术领域

本发明涉及点云数据处理技术领域，具体是涉及一种基于三维点云的拉索索力识别方法、设备及存储介质。

背景技术

目前斜拉桥索力的测试方法主要有液压表法、测索伸长量法、压力传感器法、磁通量法和振动频率法等。液压表法和测索伸长量法一般仅用于拉索张拉施工过程中的索力测量，无法测量已张拉完毕的拉索。压力传感器法由于压力传感器的售价昂贵、自身重量大，需在施工阶段预先埋置，而且输出的结果存在偏移，因而限制了这种方法在索力检测和长期监测中的应用。磁通量法需要事先测定拉索材料特性并在拉索内放置小型电磁传感器，才可用于测量施工过程中和成桥的索力。振动频率法的测试结果准确程度非常依赖测试者的经验，并受到索长、两端约束、索的抗弯刚度和垂度以及其他外部因素的影响。从上述分析可知，现有技术在测量拉索索力(拉索所受到的外界拉力)时，需要将测量仪器放置到拉索上才能测量其所受到的拉力，从而提高测量难度。

综上所述，现有的拉索索力测量方法提高了测量难度。

因此，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于三维点云的拉索索力识别方法、设备及存储介质，解决了现有的拉索索力测量方法提高了测量难度的问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于三维点云的拉索索力识别方法，其中，包括：

对拉索的三维点云数据进行预处理，得到拉索的二维数据，所述三维点云数据用于表征所述拉索上各点的三维坐标信息；

依据所述拉索的二维数据，得到所述拉索在水平方向的水平跨度和在竖直方向上的高程差；

依据所述水平跨度、所述高程差、所述拉索的重力和所述拉索的二维数据，得到所述拉索的拉力值。

在一种实现方式中，所述对拉索的三维点云数据进行预处理，得到拉索的二维数据，所述三维点云数据用于表征所述拉索上各点的三维坐标信息，包括：

确定所述拉索的其中一个端部在另一个端部所在水平面的投影，记为投影点；

依据所述两端部坐标和所述投影点的坐标，建立所述拉索的平面方程；

将所述拉索的三维点云数据投影至所述平面方程所在的平面，得到拉索的预选二维数据；

依据所述预选二维数据，构建所述拉索的拟合曲线；

从所述预选二维数据中选取位于所述拟合曲线上的二维数据，得到所述拉索的最终二维数据。

在一种实现方式中，所述依据所述拉索的二维数据，得到所述拉索在水平方向的水平跨度和在竖直方向上的高程差，包括：

确定所述拉索的二维数据中的所述拉索上的各点的二维数据，各点的二维数据用于表征各点在二维坐标系中的坐标；

依据所述拉索上的各点的二维数据，确定所述拉索上的任意两点之间的水平跨度和高程差。

在一种实现方式中，所述拉索的重力为所述拉索单位长度上的自重，所述依据所述水平跨度、所述高程差、所述拉索的重力和所述拉索的二维数据，得到所述拉索的拉力值，包括：