[发明专利]基于KDTree的点云数据双边滤波去噪的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到测绘科学与技术、逆向工程、古建数字保护领域，具体涉及利用地面激光扫描技术进行对象表面重建时，基于KDTree的点云数据双边滤波去噪的方法。 

背景技术

地面三维激光扫描技术是三维激光扫描技术的非常重要组成部分，在测绘领域有广泛的应用。TLS获取的原始点云数据是密集、离散分布的，又是海量数据的集合，同时存在大量噪声与冗余数据。针对TLS的海量点云数据的去噪，需要有一套行之有效的优化方法，才能达到精化、压缩与平滑点云数据的目的。 

对TLS采集的点云数据可以删除肉眼能识别的噪声点，但物体点云的表面仍然有“浮点”、“坏点”无法去除，需要进行滤波。其中研究比较成熟的方法如中值、均值、高斯及平均曲率流滤波对于海量点云数据的滤波来说，消耗的时间难以承受，效率低；拉普拉斯、维纳与卡尔曼滤波会使模型产生不同程度的收缩，导致模型变形；小波去噪、均值漂移算法效果好，但算法复杂，实现较难。相比较而言，本发明采用的双边滤波算法很好地保持了点云数据所表达的实体表面特征信息，方法简单有效，并且运算速度快。为了克服不能处理大范围噪声的局限，可先通过交互去噪处理大量的噪声，在此基础上，结合KDTree建立点与点拓扑关系，快速搜索最近邻域点，运用双边滤波法去噪，加速滤波速度和效果。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种将双边滤波方法用于三维点云数据的滤波，主要是处理点云数据中的噪声，即基于KDTree的点云数据双边滤波去噪的方法。 

本发明采用的技术方案是： 

利用地面激光扫描技术进行测量对象表面重建时基于KDTree的点云数据双边滤波去噪的方法，其特征在于，其具体步骤为： 

①在地面三维激光扫描技术中的三维点云数据的滤波中，定义 

p′＝p+λn(1) 

上式中p′为数据点p滤波后的新数据点，λ为双边滤波权因子，n为数据点p的法向，双边滤波权因子λ定义如下 

λ=Σkij∈N(pi)HC(||pi-kij||)HS(<pi-kij>)(ni,qi-kij)Σkij∈N(pi)HC(||pi-kij||)HS(<pi-kij>)---(2)]]>