[发明专利]一种激光雷达点云数据的存储方法及装置

说明书

技术领域

本申请涉及激光雷达数据处理领域，尤其涉及一种激光雷达点云数据的存储方法及装置。

背景技术

三维激光扫描技术(Light Detection And Ranging,LiDAR)是一种先进的全自动高精度立体扫描技术，该技术起源于1970年美国航天局的研发，20世纪80年代得到迅速发展，20世纪末，测绘领域也掀起了三维激光扫描技术的研究热潮，扫描对象越来越多，应用领域越来越广。按照三维激光扫描系统依据承载平台划分，可分为机载三维激光扫描系统、车载三维激光扫描系统和地面三维激光扫描系统。其中，地面三维激光扫描系统主要面向高精度逆向工程的三维建模与重构，它可以高效地采集地面物体的大量三维坐标点，将各种大型的、复杂的、不规则的实景三维数据完整地采集到电脑中，从而快速重构出目标的三维点云模型。所采集的三维点云数据可广泛应用于测绘、计量、分析、仿真、模拟展示监测、虚拟现实等领域。

目前，地面三维激光扫描系统多采用线扫描的方式采集数据，采用逐行或逐列的扫描方式采集数据，所采集到的三维激光点云数据具有一定的结构关系，但目前对所采集到的三维激光点云数据的存储方法中大多数仅仅对海量点云进行金字塔分块，这种简单处理有利于海量点云的显示，但由于每个数据瓦片内的点云杂乱无章，点与点之间缺乏任何拓扑关系，因此这种方法不利于后续的数据处理。

发明内容

为了克服现有技术中的以上缺陷，本申请提供了一种能提高后续数据处理效率的激光雷达点云数据的存储方法及装置。

为了实现以上技术目的，本申请通过以下技术方案实现：

本申请提供了一种激光雷达点云数据的存储方法，该存储方法包括：

S1，根据所采集的原始激光点云数据，对原始激光点云中每个扫描线上的激光点进行坐标变换，得到坐标变换后所有激光点的坐标值；

S2，检测进行坐标变换后的激光点的坐标值，将当前所检测的激光点的坐标值与在先所检测的激光点的坐标值进行对比来判断当前所检测的激光点是否为新扫描线的起始点；

S3，在判断当前所检测的激光点不是新扫描线的起始点时，则将所述坐标变换后的当前激光点的坐标值作为当前扫描线上的激光点的坐标数据；

在判断当前所检测的激光点为新扫描线的起始点时，则将所述坐标变换后的当前激光点的坐标值作为新扫描线上起始点的坐标数据，并将当前扫描线上的所有激光点的点云数据存入缓冲区，对所述缓冲区中当前扫描线上的每个激光点进行所述坐标变换的逆变换并保存，并将所述新扫描线作为当前扫描线；

S4，将当前扫描线上当前所检测的激光点的下一个激光点作为当前激光点继续执行步骤S2至S3，直至所有原始激光点云数据保存完毕。

优选的，所述对原始激光点云中每个扫描线上的激光点进行坐标变换包括：

将原始激光点云中的每个激光点的三维直角坐标(x,y,z)转换为以三维激光扫描仪为中心的球面坐标(r,θ,φ)，其中r为激光点到扫描仪的距离，θ为激光线与水平面的夹角，φ为扫描仪工作时的水平转动角。

优选的，所述将当前所检测的激光点的坐标值与在先所检测的激光点的坐标值进行对比来判断当前所检测的激光点是否为新扫描线的起始点包括：

将当前所检测的激光点的坐标值与在先所检测的激光点的坐标值进行对比来判断当前所检测的激光点是否可以作为新扫描线的起始点的预选点；

在判断当前所检测的激光点可以作为新扫描线的起始点的预选点后，进一步判断当前所检测的激光点是否为新扫描线的起始点。

优选的，所述将当前所检测的激光点的坐标值与在先所检测的激光点的坐标值进行对比来判断当前所检测的激光点为作为新扫描线的起始点包括：

通过将同一条扫描线的激光点云数据看作平稳的各态历经的时间序列，用算子模板来检测当前所检测的激光点的θ值与上一个激光点的θ值之间的大小关系来判断当前所检测的激光点是否可以作为新扫描线的起始点的预选点；

在判断当前所检测的激光点可以作为新扫描线的起始点的预选点后，进一步判断当前所检测的激光点是否为新扫描线的起始点。

优选的，所述进一步判断当前所检测的激光点是否为新扫描线的起始点包括：

通过检测当前所检测的激光点的后续N个激光点的θ值之间的大小关系来判断当前所检测的激光点，和/或，通过将当前所检测的激光点的φ值与当前扫描线上所有激光点的φ值的平均值相对比来判断当前所检测的激光点是否为新扫描线的起始点，其中N为正整数。