[发明专利]一种岩石断面光学扫描无序点云有序化处理方法

摘要

本发明公开一种岩石断面光学扫描无序点云有序化处理方法。该方法包括岩石断裂面点云文件的获取、计算点云长度、调整偏差、重新调整坐标、选取计算范围和线性插值得到采样点的z坐标等步骤。该方法可选择有序化处理区域，可将有序点云按坐标顺序排列，后续断裂面参数可直接计算，无需进行再次调整。采用该方法进行无序点云有序化处理后，岩石断面形貌不发生改变，在岩石节理面形貌和力学研究中具有较强的实用性。

主权项

一种岩石断面光学扫描无序点云有序化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：1)采用光学扫描仪对岩石断裂面进行光学扫描，得到岩石断裂面系列点在坐标系o‑xyz中的x、y、z坐标；导出扫描数据，得到岩石断裂面点云文件；其中，x坐标方向为岩石试样长度方向，y坐标方向为岩石试样宽度方向，z坐标为点的高度；2)读取点云文件，将点云的数据赋值给数组Original；其中，所述数组Original的第一列为点云x坐标，第二列为点云y坐标，第三列为点云z坐标；3)遍历数组Original的第一列和第二列，查找x、y坐标的最大值和最小值，按公式(1)计算得到点云在x方向的长度xwidth和y方向的长度ywidth；xwidth=xmax-xminywidth=ymax-ymin---(1)]]>式中，xmax为x坐标的最大值，xmin为x坐标的最小值，ymax为y坐标的最大值，ymin为y坐标的最小值；4)调整扫描数据与实际试样的偏差并重新调整坐标，使试样中心坐标为零；并按公式(2)计算调整后的x坐标xafteramend和调整后的y坐标yafteramend；xafteramend=(x-xmin)*xratio-specimenxlength/2yafteramend=(y-ymin)*yratio-specimenylength/2---(2)]]>式中，specimenxlength为试样在x方向的长度；specimenylength为试样在y方向的长度；xratio为试样在x方向的长度specimenxlength与扫描点云在x方向的长度xwidth的比值；yratio为试样在y方向长度yafteramend与扫描点云在y方向的长度ywidth的比值；5)将调整后的点坐标记入数组Amend；其中，所述数组Amend的第一列为调整后的x坐标xafteramend，第二列为调整后的y坐标yafteramend，第三列为x、y坐标对应点的z坐标；6)选取计算范围；遍历数组Amend，若第i行表示的点在计算范围内，则将数组Amend的第i行写入数组Calculatearea；其中，所述计算范围为一个以试样中心为坐标原点，以x、y坐标定义的矩形区域；这个矩形区域的x坐标最小值为mincalculatex，x坐标最大值为maxcalculatex，y坐标最小值为mincalculatey，y坐标最大值为maxcalculatey；7)根据有序点云采样间隔进行线性插值，得到采样点的z坐标，并写入数组Final；其中，所述数组Final共xsamplingnumber行、ysamplingnumber列；xsamplingnumber为有序点云在x方向的采样数量，ysamplingnumber为有序点云在y方向的采样数量；xsamplingnumber和ysamplingnumber的值利用公式(3)计算得到：xsamplingnumber=(maxcalculatex-mincalculatex)/xsamplingstep+1ysamplingnumber=(maxcalculatey-mincalculatey)/ysamplingstep+1---(3)]]>式中，xsamplingstep为有序点云在x方向的采样间隔，ysamplingstep为有序点云在y方向的采样间隔。