本发明属于点云滤波处理,更具体地说,特别涉及一种基于连通体体积的点云滤波方法。
背景技术:
1、目前,三维扫描技术提高了三维测量对象变形检测的精度,为制定和优化后期支护方案提供有效依据。由于测量环境复杂和扫描仪自身误差的影响,获取的原始点云数据带有大量噪声,导致三维重建模型与实际测量对象的几何形态存在较大误差,为获得更加精准的三维重建模型,在分析原始点云数据和噪声来源的基础上,进行点云数据的有效去噪是很有必要的。
2、在点云重构中,由于算法和图像质量等原因,常常会伴随着一些离散、无规律的噪点。在使用超声图像进行点云重构时,由于算法等问题导致的噪点存在,传统滤波算法难以准确过滤噪点而保留有效信息。因此,需要一种更为精准的点云滤波方法。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种基于连通体体积的点云滤波方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种基于连通体体积的点云滤波方法,包括以下步骤:
3、s1、联通体分析:对原始点云进行联通体分析,识别并提取最大的联通体;根据具体应用情况,也可以选择保留前两个最大的联通体;
4、进行点云的联通体分析需要以下步骤:
5、a、确定点云关系:
6、在点云中,通过点与点之间的邻接关系来确定点的联通性;
7、b、标记联通体:
8、通过遍历点云中的每个点,使用深度优先搜索(dfs)或广度优先搜索(bfs)算法,标记属于同一联通体的点;
9、c、计算联通体的属性:
10、在标记联通体的过程中,可以同时计算每个联通体的属性;
11、d、选择最大联通体:
12、通过比较已计算的联通体的属性,选择具有最大体积或其他属性的联通体作为最大联通体;
13、s2、识别过滤噪点:将除最大联通体以外的点云部分识别为噪点,并予以过滤,有效去除离散、无规律的噪点;
14、s3、完成滤波操作:处理完所有的联通体后,滤波操作完成,可以得到滤波后的点云结果。
15、作为本发明一种可选的方案,在s1步骤中,可以使用一个标记数组来记录每个点是否已经被标记,并逐步扩展联通体。
16、作为本发明一种可选的方案,在s1步骤中,联通体的属性包括体积、质心;这有助于后续对联通体的筛选或分析。
17、作为本发明一种可选的方案,在s1步骤中,采用kd树对最近邻搜索的方法来确定点云中每个点的邻接关系;这一步骤的目的是建立点云中点的邻接关系图。
18、作为本发明一种可选的方案,识别过滤噪点的筛选规则:
19、体积阈值过滤:基于联通体的体积,过滤掉体积小于阈值的噪声;
20、密度阈值过滤:根据点云的密度(点的数量)过滤掉密度较低的区域;
21、距离阈值过滤:根据点到某个基准点的距离进行过滤,删除距离过远的点;
22、法向量一致性:根据法向量的一致性过滤点。
23、本发明提供了一种基于连通体体积的点云滤波方法,具备以下有益效果:
24、通过基于联通体体积的过滤方法,能够更精准地识别和过滤噪点,采用kd树对最近邻搜索的方法来确定点云中每个点的邻接关系;建立点云中点的邻接关系图,同时保留最大的有效信息,提高点云的清晰度和质量,通过联通体的属性进行筛选过滤掉离群点云或噪声,可在点云处理系统中实施,通过软件升级或算法优化来引入基于联通体体积的过滤方法。
1.一种基于连通体体积的点云滤波方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种基于连通体体积的点云滤波方法,其特征在于:在s1步骤中,可以使用一个标记数组来记录每个点是否已经被标记,并逐步扩展联通体。
3.根据权利要求1所述的一种基于连通体体积的点云滤波方法,其特征在于:在s1步骤中,联通体的属性包括体积、质心;这有助于后续对联通体的筛选或分析。
4.根据权利要求1所述的一种基于连通体体积的点云滤波方法,其特征在于:在s1步骤中,采用kd树对最近邻搜索的方法来确定点云中每个点的邻接关系;这一步骤的目的是建立点云中点的邻接关系图。
5.根据权利要求1所述的一种基于连通体体积的点云滤波方法,其特征在于: