[发明专利]海量数据按圈索引空间显示方法

摘要

本发明提供一种结合车载点云数据外业扫描及存储特性，将海量数据按圈索引空间显示方法，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中POS系统的姿态及位置信息，计算出每一扫描圈POS中心到下一扫描圈POS中心的方向向量作为该扫描圈方向包围盒的主轴向量；根据该方向向量(法向量)及该圈点云的范围值，计算主轴线向量为该法向量的方向包围盒的八个顶点坐标；计算三维视图下显示的视锥体的方向包围盒；根据分离轴理论，计算该扫描圈的方向包围盒与视锥的方向包围盒是否相交。本方法具有快速、高效、实时计算的优点，能有效提高海量点云渲染效率，达到精细显示点云局部的目的。

主权项

采用一种基于方向包围盒将海量数据按圈索引空间显示方法。首先，使用车载三维激光测量系统进行采集数据，车载三维激光移动测量系统集成部件包括车辆、三维激光扫描仪、GPS导航仪、惯性制导系统和全景相机，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，以获取每一圈扫描圈的三维坐标点集；按照时间对齐，根据采集的POS信息插值结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，其特征在于点云按圈存储，可有效判断每圈点云所构成的方向包围盒与视锥相交，以此来判断该圈点云是否显示，按如下步骤操作：步骤1、根据点云数据每一个扫描圈POS系统的姿态信息及位置信息，求解出每一扫描圈POS中心指向下一圈POS中心构成的方向向量V_ij；步骤2、以步骤1计算得到的方向向量V_ij作为该圈点云所在近似平面的法向量，相邻POS中心构成方向向量应平行与XOY平面；步骤3、每圈POS中心点位于该圈点云所构成的平面上(该平面法向量为V_ij)，该圈点云范围已知(点云数据存储时统计获得)，以V_ij为主轴方向向量，以该圈点云最大最小值间平面距离为长，以相邻POS间平面距离的两倍为宽，以该圈点云高程值最大最小间高程差为高，构建该圈点云方向包围盒obBOX_i，POS点位于垂直与XOY平面且过包围盒中心点的方向向量上，据此计算方向包围盒八个顶点坐标；步骤4、计算观察视图场景的相机的视锥体所构成的包围盒BOX；步骤5、动态浏览显示三维数据时，根据分离轴理论计算判断每圈方向包围盒obBOX_i与视锥包围盒BOX是否相交，即寻找其不相交的分隔面，共十五种情况，满足其一即不相交，以此确定该圈点云不加载显示，若相交圈点云过多，可根据实际可加载设置对相交的总圈进行抽稀设置，加载显示其中部分圈的点云。