[发明专利]一种基于三维激光雷达的地面点云分割方法

说明书

本发明公开了一种基于三维激光雷达的地面点云分割方法，包括如下步骤：S100、地面点云数据获取，基于地面三维激光雷达进行扫描来获取空间信息数据，同时结合GPS获取地面数据；S200、数据处理，建立直角坐标系，将获取到的地面数据坐标转换到直角坐标系，同时根据等高线等高距性质采用等厚度分层；S300、地面点云信息分割，将扫描得到的地面激光点云信息分类；S400、去噪处理，将噪声数据分类并对其分别进行噪声处理；S500、图像分割显示，通过格网化方式直接提取建筑物立面信息,通过定位和激光扫描相结合的方式获取更加全面的地面点云数据，同时通过分类分割和分步消噪方式提高点云数据的准确性，为后续的建模和模拟带来便利。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，具体为一种基于三维激光雷达的地面点云分割方法。

背景技术

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。

激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式，由发射系统、接收系统、信息处理等部分组成，发射系统是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器以及光学扩束单元等组成；接收系统采用望远镜和各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等组合。

在三维激光雷达扫描得到的信息中存在地物都是在地面相互连接，需要将其提取并出来，否则无法完成后续的模拟和建模等工作。

但是，现有的三维激光雷达分割方法存在以下缺陷：

(1)传统的三维激光雷达在进行数据扫描获取的时候，缺乏对应的定位方式，导致获取的数据不够准确，同时容易产生一定的遗漏；

(2)同时在分割的时候，由于点云数据存在较多的噪声干扰作用，而且噪声干扰方式不一，单一的消噪方式无法满足要求，影响后续的建模和模拟工作。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种基于三维激光雷达的地面点云分割方法，通过定位和激光扫描相结合的方式获取更加全面的地面点云数据，同时通过分类分割和分步消噪方式提高点云数据的准确性，为后续的建模和模拟带来便利，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于三维激光雷达的地面点云分割方法，包括如下步骤：

S100、地面点云数据获取，基于地面三维激光雷达进行扫描来获取空间信息数据，同时结合GPS获取地面数据；

S200、数据处理，建立直角坐标系，将获取到的地面数据坐标转换到直角坐标系，同时根据等高线等高距性质采用等厚度分层；

S300、地面点云信息分割，将扫描得到的地面激光点云信息分类，分别为建筑物立面点、地面点、其他地物点和噪声点；

S400、去噪处理，将噪声数据分类并对其分别进行噪声处理；

S500、图像分割显示，在消除噪声之后，通过格网化方式直接提取建筑物立面信息，并集中显示。

进一步地，所述步骤S100中，通过三维激光扫描仪扫描，并通过两台GPS快速获取空间坐标，一台架设在已知点上作基准站，另一台安装在激光扫描仪上流动站，流动站保证与基准站GPS接收机同步观测，实时测定流动站接收机的瞬时位置。