[发明专利]一种获取水下圆柱形基桩信息的方法、存储介质及终端

权利要求书

1.一种获取水下圆柱形基桩信息的方法，其特征在于，包括步骤：

采用三维激光扫描仪器对露出水面的圆柱形基桩进行扫描，获取原始点云模型数据，其中，所述扫描为全方位扫描；

对所述原始点云模型数据进行裁剪，保留圆柱面点云数据；

根据所述圆柱面点云数据对圆柱形基桩进行拟合，获取水下圆柱形基桩信息；

所述步骤根据所述圆柱面点云数据对圆柱形基桩进行拟合，获取水下圆柱形基桩信息，具体包括：设立圆柱体模型的基本参数，包括基圆圆心(x₀，y₀，z₀)、基圆半径r、圆柱柱面方向矢量(n_x，n_y，n_z)；建立优化函数f(X，Y，Z，x₀，y₀，z₀，r，n_x，n_y，n_z)＝0，其中，(X，Y，Z)为点云的三维坐标；利用高斯牛顿迭代法进行优化求解，求算函数f对每个参数β{x₀，y₀，z₀，r，n_x，n_y，n_z}的偏导，建立雅可比矩阵：其中，i代表第i个点云，j代表第j个参数；设置初始参数β¹，第s+1次迭代结果表示如下：β^s+1＝β^s+(J^TJ)^-1J^Tf(β^s)，其中，f(β^s)为第s次迭代时优化函数的值；在利用高斯牛顿迭代法进行优化求解时，当迭代次数超过预定次数或|β^s+1-β^s|的值小于1％β^s时，则迭代终止，当迭代终止后，利用求解出来的圆柱体参数即可计算水下圆柱体水下圆柱形基桩信息。

2.根据权利要求1所述的获取水下圆柱形基桩信息的方法，其特征在于，所述水下圆柱形基桩信息包括圆柱形基桩的斜率、水下部分基桩尾端的位置坐标和高程。

3.根据权利要求1所述的获取水下圆柱形基桩信息的方法，其特征在于，所述优化函数f(X，Y，Z，x₀，y₀，z₀，r，n_x，n_y，n_z)＝0的具体表达如下所示：

f(X，Y，Z，x₀，y₀，z₀，r，n_x，n_y，n_z)＝R(X，Y，Z，x₀，y₀，z₀，r，n_x，n_y，n_z)-r，其中，R为根据点坐标和其他六个模型参数计算的圆柱体基圆半径，dx、dy、dz分别为点(X，Y，Z)距离其所在截面圆心的三维坐标距离，计算公式如下：

dx＝x₀+n_xD-X，

dy＝y₀+n_yD-Y，

dz＝z₀+n_zD-Z，其中，D为点(X，Y，Z)所在截面距离基圆界面的距离，计算公式如下：D＝n_x(X-x₀)+n_y(Y-y₀)+n_z(Z-z₀)。