[发明专利]隧道点云法线方向调整方法、装置、设备及可读存取介质

权利要求书

1.一种隧道点云法线方向调整方法，其特征在于，包括：

获取隧道原始点云，并对所述隧道原始点云进行预处理和添加索引得到点云数据；

基于预设的分段算法将所述点云数据进行分段与段内细分，并提取得到隧道顶点数据；

将所述隧道顶点数据进行邻域搜索和法线夹角平均值计算得到种子点，并根据z轴方向对种子点的法线进行一致性调整；

根据所述种子点、预设的领域最小夹角算法和预设的数组标记策略建立法线调整数学模型，将所述点云数据作为所述法线调整数学模型的输入值得到调整结果；

其中，将所述隧道顶点数据进行邻域搜索和法线夹角平均值计算得到种子点，并根据z轴方向对种子点的法线进行一致性调整，包括：

根据所述点云数据构建搜索树，并基于邻域搜索算法对所述隧道顶点数据进行邻域搜索得到邻域点云数据；

根据所述邻域点云数据计算得到法线夹角平均值数据，并筛选出所述法线夹角平均值数据中的最小值，将所述最小值对应的点作为种子点，计算公式为：

a_i＝abs[arccos(n_cx*n_ix+n_cy*n_iy+n_cz*n_iz)]；

其中，a_i为法线夹角，aver为法线夹角平均值，n_cx为隧道顶点数据的x轴方向法线，n_cy为隧道顶点数据的y轴方向法线，n_cz为隧道顶点数据的z轴方向法线，n_ix为邻域点云数据的x轴方向法线，n_iy为邻域点云数据的y轴方向法线，n_iz为邻域点云数据的z轴方向法线，k为K近邻的个数；

将所述种子点按照z轴方向一致调整法线方向；

其中，根据所述种子点、预设的领域最小夹角算法和预设的数组标记策略建立法线调整数学模型，将所述点云数据作为所述法线调整数学模型的输入值得到调整结果，包括：

基于所述点云数据建立标记数组并对所述标记数组进行初始化处理，初始化后的所述标记数组的索引项与所述点云数据的索引项相互对应；

基于所述种子点对所述标记数组进行初始化处理得到初始标记数组，所述初始标记数组包括已标记索引项和未标注索引项，所述已标记索引项包括所述种子点对应的索引项；

对所述点云数据进行k近邻域搜索和法线夹角计算得到优先级队列；

根据优先级队列的顺序对对应的所述点云数据进行传递调整，并将所述初始标记数组中对应的未标记索引项更改为已标记索引项，直到所述初始标记数组中所有的未标记索引项均更改为已标记索引项则完成调整。

2.根据权利要求1所述的隧道点云法线方向调整方法，其特征在于，所述基于预设的分段算法将所述点云数据进行分段与段内细分，并提取得到隧道顶点数据，包括：

根据所述点云数据计算得到x轴方向长度和y轴方向长度，并选取所述x轴方向长度和所述y轴方向长度中最大值的方向作为扫描前进方向；

根据所述点云数据、所述扫描前进方向和预设的分段算法计算得到分段结果；

根据所述分段结果和预设的段内细分算法计算得到段内细分结果；

筛选所述段内细分结果中每个细分段内所有点的z轴方向最大值并进行降噪处理得到隧道顶点数据。