[发明专利]基于引力值特征的三维点云数据去噪方法

权利要求书

1.一种基于引力值特征的三维点云数据去噪方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：输入点云；

步骤二：定义中心参考点；

步骤三：根据点云数量定义球邻域半径；

步骤四：计算每一点的引力值并构建引力值函数；

步骤五：根据所设定阈值去除噪声；

步骤六：判断误差是否达到阈值？是，进入下一步骤；否，则返回步骤二；

步骤七：输出点云。

2.根据权利要求1所述的基于引力值特征的三维点云数据去噪方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：定义中心参考点，中心参考点坐标的f_σ由下式求出：

其中表示点云中每个点的坐标，N为输入点云数据包含的N个点；

步骤二：求输入点云P在空间中的占有量：

H_x＝|x_max-x_min| (4)

H_y＝|y_max-y_min| (5)

H_z＝|z_max-z_min| (6)

其中x_max、x_min、y_max、y_min、z_max以及z_min分别为点云P在X、Y、Z轴方向上最大、最小的值，H_x、H_y、H_z代表点云在X、Y、Z轴上的占有量；

步骤三：设定球邻域半径。根据H_x、H_y、H_z来确定输入点云P的球邻域半径R_i：

点云P中每一点以半径R_i构成的球邻域空间称为

步骤四：以点云P内每一点作为坐标原点与中心参考点建立相对坐标系；

步骤五：基于点云P中每个点所对应的相对坐标系，计算其球邻域空间对于中心参考点的引力值，公式如下：

其中G为引力常量，大小为6.67259×10^-11N·m²/kg²；N_R为球心内点云数量；a为的球心到中心参考点f_σ的距离；

步骤六：将点云P中每一点的引力值放入同一个坐标系中，构成引力值函数；

步骤七：构建参考函数参考函数最终形式如下：

其中ω为标准距离变量；

步骤八：根据参考函数进行噪声点的去除，步骤如下：

(1)离群稀疏噪声去除：对于引力值函数与参考函数偏离部分，设定阈值h_a：

其中M为的质量，等价为中点云的个数在所构建的引力值函数中，超过这个阈值的点将被视为离群稀疏噪声；

(2)离群稠密噪声去除：当输入点云P中含有离群稠密噪声时，噪声与中心参考点之间的“真空”区域达到一定阈值h_b时，函数值数量较少的一部分被视为离群稠密噪声并予以去除，η_b由下式得到：

(3)根据步骤(1)和(2)，在原点云数据P中把这些噪声点删除，生成新的已去噪点云

步骤九：判断是否达到所期望达到的误差阈值，如果没有，则把记为P并重复步骤一～步骤八；如果达到所期望的误差阈值，则把作为已去噪后的点云进行输出。