[发明专利]基于角度和强度的车载激光点云噪点自动去除方法

摘要

本发明涉及一种基于角度和强度的车载激光点云噪点自动去除方法,操作步骤为：使用激光扫描仪获取点云数据，根据点云数据每一扫描圈时间及经纬度，计算出太阳高度角；根据POS系统的姿态及位置信息，求解出每一扫描圈时刻POS平面的方程；计算扫描圈中的三维坐标点与POS中心构成连线与POS平面的夹角，计算其与太阳高度角余角的差值，将角度差值与阈值对比，将小于角度阈值的点初步判定为噪声点；计算噪声点邻域内点坐标的协方差矩阵，求解该矩阵的特征值，判定其共面性及共线性，将小于阈值的点再次判定为噪声点；计算噪声点邻域内的强度分布的方差值，将大于阈值的点确定为噪声点。本方法具有自动化程度高、快速高效的优点。

主权项

一种基于角度和强度的车载激光点云噪点自动去除方法，首先，使用车载三维激光测量系统进行采集数据，采集数据过程在车辆行驶中进行，三维激光扫描仪用于获取点云数据，GPS导航仪与惯性制导系统构成的POS系统用于获取姿态位置信息；点云数据按照圈索引进行组织，以获取每一个扫描圈的三维坐标点集；按照时间对齐，根据采集的POS信息进行线性插值解算，获取三维点云数据扫描圈每一圈的姿态信息及位置信息；定义车载三维激光测量系统中的POS系统中心点为坐标系原点，车辆行驶的方向为Y轴正方向，垂直向上的方向为Z轴正方向，构建空间坐标系，其特征在于：再按如下步骤操作：步骤1、根据点云数据每一个扫描圈POS系统的时间信息及经纬度位置信息，计算出每一扫描圈时刻太阳高度角θsi；步骤2、根据点云数据每一个扫描圈POS系统的姿态信息及空间三维坐标位置信息，求解出每一扫描圈POS平面的方程表达式；步骤3、从用圈索引组织的点云数据中取出任意第i扫描圈中包含的任意点j与POS中心连线构成三维向量Vij，计算Vij与POS平面法向量Ni的夹角ɑij，比较夹角ɑij与太阳高度角余角βij差值得到角度差值θij，然后θij与阈值TA进行比较，将小于角度阈值TA的点初步判定为噪声点；步骤4、统计在被初步判定为噪声点的邻域范围内空间分布,构建协方差矩阵∑j(x,y,z)，计算出矩阵特征值λ1，λ2，λ3，然后根据矩阵特征值计算共面特征值Pλj及共线特征值Lλj，对比共面特征值Pλj与阈值PT，共线特征值Lλj与阈值LT，将均小于阈值的点判定为噪声点；步骤5、统计判定为噪声点的邻域范围内的坐标点强度分布的方差值δj，设定方差阈值δT，将大于方差阈值的点确定为噪声点。