[发明专利]一种车载激光扫描路面点云非均匀抽稀方法

摘要

本发明公开了一种车载激光扫描路面点云非均匀抽稀方法，它首先根据车载系统记录信息从离散点云中提取出每条扫描线，建立扫描线索引；然后根据要获取的数据精度、调查地物类型、点云密度等因素确定点抽稀和线抽稀尺度；最后基于扫描线索引进行单条扫描线上激光点抽稀和多条扫描线抽稀；在点抽稀过程中，分析以待抽稀点为中心的窗口点集内激光点的高程值和强度值变化，判断是否为信息特征点，予以保留；在线抽稀过程中，根据前一条已抽取的扫描线上信息特征点确定抽稀线上要保留的激光点。本发明提供了一种车载激光扫描路面点云非均匀抽稀方法，该方法在无损路面高程与强度信息的情况下实现了点云的抽稀，给后续数据处理和应用带来便利。

主权项

一种车载激光扫描路面点云非均匀抽稀方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：获取车载系统采集过程中的行驶轨迹、激光点扫描角度、扫描时间的信息数据，根据已知信息数据进行一系列坐标变换，将点云转化为相应坐标系下的平面坐标系点，然后根据相邻两个扫描点的时间差或角度差把离散的扫描点分割为一系列按照时间排序的扫描线；第二步：根据需要获取的数据精度、调查地物类型和点云密度因素确定线抽稀尺度和点抽稀尺度，具体为：第2.1步：点抽稀尺度的确定先获取目标地物类型尺寸宽度，比较该尺寸宽度与扫描线上相邻点距的关系，确定出抽稀比例和均匀抽稀间隔点数，然后抽取激光点；第2.2步：线抽稀尺度的确定当要提取的目标地物类型尺寸小于扫描间隔时，不抽稀；当要提取的目标地物类型尺寸大于两倍扫描间隔时，进行等间隔抽稀；第三步：建立信息特征点判断准则，具体为：第3.1步：首先构建以抽稀点为中心的窗口点集，根据扫描线上最小尺寸地物宽度，确定窗口点集数量大小W值；第3.2步：确定高程特征点以扫描线上路面中间向两侧一定范围内相邻点的高差均值表示路面粗糙度H_R值；计算待抽稀点与其他点的高程相近的数量HSN值和相差较大数量HDN值，计算时，两点高差H_d值符合条件H_d≤H_R，HSN值增加；当符合条件H_d＞H_R，HDN值增加；当HDN≥HSN时，为高程特征点；第3.3步：确定强度特征点在扫描线上对点云的强度值进行直方图统计，确定同类地物的强度最大范围，以两倍范围作为不同地物强度跳跃值I_j；对抽稀点为中心的窗口点集的强度值进行比较，计算强度相近数量ISN值和相差较大数量IDN值，两点强度差I_d值符合条件I_d≤I_j，ISN值增加；符合条件I_d＞I_j，值增加；当IDN≥ISN且IDN＜W‑1时，为强度特征点；第四步：对单条扫描线上激光点进行点抽稀首先，根据第二步确定的点抽稀尺度均匀抽取激光点；然后，逐点判断每个被抽稀点的信息特征，根据第三步信息特征点判断准则，先判断高程信息特征，如果是，保留该高程特征点；当不是高程特征点时，再判断是否为强度信息特征点，如果是，保留该强度特征点；第五步：对多条扫描线进行线抽稀首先，根据线抽稀尺度从多条相邻扫描线中抽取一条；然后，根据前一条抽取的扫描线上信息特征点扫描角位置，分析其他待抽稀线上对应角度位置激光点的高程和强度是否相近，如果相近则保留该点。