[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

说明书

本发明提供了一种隧道点云法线方向调整方法、装置、设备及可读存取介质，涉及工程测量技术领域，包括：获取隧道原始点云，并对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，将点云数据作为法线调整数学模型的输入值得到调整结果。本发明的有益效果为：通过结合隧道点云自身特征，采用隧道壁顶点与z轴方向一致，确保了种子点法线方向的正确性。

技术领域

本发明涉及工程测量技术领域，具体而言，涉及一种隧道点云法线方向调整方法、装置、设备及可读存取介质。

背景技术

随着激光扫描设备的发展，点云数据在隧道测量中得到了广泛地应用，点云法线作为点云数据的基本几何属性，在隧道点云配准、点云分割和点云重建中发挥着极其重要作用，为了便于后续的处理，需要对法线方向进行调整，使所有点云的法线都指向点云的同一侧，该过程称之为点云法线方向全局一致性调整，因而对隧道点云法线方向全局一致性调整引起了国内外众多学者的广泛关注。传统的点云法线方向全局一致性调整方法主要包括直接定向法、最小生成树法、光度立体视觉法和曲面重建法，上述方法并未充分利用隧道点云的自身特性，需要较多的操作如平坦区域计算、先验知识或者采样等操作，增加了额外的计算量与操作的时间与空间复杂度，降低了工程化应用的效率与稳健性。现需要一种基于邻域最小夹角传播的隧道点云法线方向调整方法及装置，确保了点云法线调整前进方向的平稳性，在奇异情况下方向调整的正确性，进而降低了算法的时间与空间复杂度，提高了点云法线方向全局一致性调整的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隧道点云法线方向调整方法、装置、设备及可读存取介质，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种隧道点云法线方向调整方法，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。

第二方面，本申请还提供了一种隧道点云法线方向调整装置，包括：

获取模块，用于获取隧道原始点云，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；

分析模块，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；

提取模块，用于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；

调整模块，用于根据所述种子点、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。

第三方面，本申请还提供了一种隧道点云法线方向调整设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现所述隧道点云法线方向调整方法的步骤。

第四方面，本申请还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于隧道点云法线方向调整方法的步骤。

本发明的有益效果为：