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申请/专利权人：长春工程学院

摘要：本发明涉及点云数据处理技术领域，并具体公开了一种点云数据边界噪声预分割的岩体结构面精确识别方法，包括：对岩体扫描区域内的所有合并缺失区域进行点云补齐，获得岩体扫描区域的点云处理数据；基于点云处理数据获得所有点云处理数据集合，基于所有点云处理数据集合，获得所有规则点数据；基于所有点云处理数据集合和所有规则点数据，获得所有规则点数据的规则度和噪声点分析矩阵；基于噪声点分析矩阵获得所有可用点数据和所有噪声点数据，基于所有可用点数据和所有噪声点数据，获得岩体结构面精确识别结果。本发明实现了对缺失区域进行点云补齐，并精确提取出点云数据内存在的噪声点数据，进而获得准确的岩体结构面精确识别结果。

主权项：1.一种点云数据边界噪声预分割的岩体结构面精确识别方法，其特征在于，包括：S1：获取岩体扫描区域的点云数据，并对岩体扫描区域内的所有合并缺失区域进行点云补齐，获得岩体扫描区域的点云处理数据；S2：对岩体扫描区域的点云处理数据进行划分，获得岩体扫描区域的所有点云处理数据集合，基于岩体扫描区域的所有点云处理数据集合，获得岩体扫描区域的所有规则点数据；S3：基于岩体扫描区域的所有点云处理数据集合和所有规则点数据，获得岩体扫描区域的所有规则点数据的规则度，基于岩体扫描区域的所有规则点数据的基础参数和规则度，获得岩体扫描区域的噪声点分析矩阵；S4：基于岩体扫描区域的噪声点分析矩阵对所有规则点数据进行分类，获得岩体扫描区域的所有可用点数据和所有噪声点数据，基于岩体扫描区域的所有可用点数据和所有噪声点数据，获得岩体扫描区域的每个结构面的规则点云集合，将岩体扫描区域的所有结构面的规则点云集合当作岩体结构面精确识别结果；其中，S1：获取岩体扫描区域的点云数据，并对岩体扫描区域内的所有合并缺失区域进行点云补齐，获得岩体扫描区域的点云处理数据，包括：S101：基于预设扫描设备获取岩体扫描区域的点云数据；S102：将岩体扫描区域内任选三维尺寸固定的区域作为缺失判断区域，将对应的点云数据中的点数量小于预设点数量的缺失判断区域当作缺失区域；S103：将存在区域重合的缺失区域进行两两合并，获得所有合并缺失区域；S104：对岩体扫描区域内的每个合并缺失区域进行点云补齐，获得岩体扫描区域的点云处理数据；其中，S2：对岩体扫描区域的点云处理数据进行划分，获得岩体扫描区域的所有点云处理数据集合，基于岩体扫描区域的所有点云处理数据集合，获得岩体扫描区域的所有规则点数据，包括：获取岩体扫描区域的点云处理数据中所有两点之间的距离中的最大值当作第一距离，以第一距离作为边长生成可包裹岩体扫描区域的点云处理数据中的所有点数据对应的位置点的第一正方体三维空间范围；将第一距离与预设倍数的商值当作第二距离，将第一正方体三维空间范围划分为边长为第二距离的多个第二正方体三维空间范围，并将岩体扫描区域的点云处理数据中，属于单个第二正方体三维空间范围内的所有点数据汇总作为一个点云处理数据集合；基于岩体扫描区域的所有点云处理数据集合，获得岩体扫描区域的所有规则点数据；其中，基于岩体扫描区域的所有点云处理数据集合，获得岩体扫描区域的所有规则点数据，包括：基于岩体扫描区域的每个点云处理数据集合，获得每个点云处理数据集合中的每个点数据的替代度；判断每个点云处理数据集合的所有点数据的替代度中的最大替代度是否大于预设替代度阈值，若是，则将最大替代度对应的点数据当作对应点云处理数据集合的规则点数据，否则，将对应点云处理数据集合对应的第二正方体三维空间范围的质点对应的点数据当作对应点云处理数据集合的规则点数据；其中，基于岩体扫描区域的每个点云处理数据集合，获得每个点云处理数据集合中的每个点数据的替代度，包括：将岩体扫描区域的每个点云处理数据集合中的每个点数据之外的所有点数据，当作对应点数据的替代点数据；基于岩体扫描区域的每个点云处理数据集合的每个点数据的所有替代点数据，获得每个点云处理数据集合中的每个点数据的替代度，即为： ；其中，为当前计算的点云处理数据集合中的单个点数据的替代度，为当前计算的点云处理数据集合中的当前计算的点数据对应的位置点与对应点数据的第i个替代点数据对应的位置点之间的距离，n为当前计算的点云处理数据集合中的当前计算的点数据的所有替代点数据的数量，为当前计算的点云处理数据集合中的当前计算的点数据对应的位置点与对应点数据的所有替代点数据对应的位置点之间的距离中的最大值，为当前计算的点云处理数据集合中的当前计算的点数据对应的位置点与对应点数据的所有替代点数据对应的位置点之间的距离中的最小值，ln为自然对数，且自然常数e的取值为2.718；其中，基于岩体扫描区域的所有点云处理数据集合和所有规则点数据，获得岩体扫描区域的所有规则点数据的规则度，包括：将岩体扫描区域的所有规则点数据中的每个规则点数据之外的所有规则点数据，当作对应规则点数据的所有计算点数据；基于岩体扫描区域的所有点云处理数据集合、所有规则点数据及每个规则点数据的所有计算点数据，获得岩体扫描区域的所有规则点数据的规则度，即为： ；其中，为岩体扫描区域的当前计算的规则点数据的规则度，为岩体扫描区域的当前计算的规则点数据的替代度，为当前计算的规则点数据对应的位置点与对应规则点数据的第j个计算点数据对应的位置点之间的距离，m为当前计算的规则点数据的所有计算点数据的数量，为当前计算的规则点数据对应的位置点与对应规则点数据的所有计算点数据对应的位置点之间的距离中的最大值，为当前计算的规则点数据对应的位置点与对应规则点数据的所有计算点数据对应的位置点之间的距离中的最小值，ln为自然对数，且自然常数e的取值为2.718；其中，基于岩体扫描区域的所有规则点数据的基础参数和规则度，获得岩体扫描区域的噪声点分析矩阵，包括：获取岩体扫描区域的所有规则点数据的基础参数，其中规则点数据的基础参数包括规则点数据对应的位置点的基础距离和基础相邻数；获取初始扫描点与每个规则点数据对应的位置点之间的距离，并按照距离从小到大对所有规则点数据进行从1开始的序数定义，获得序数定义结果；基于岩体扫描区域的所有规则点数据对应的位置点的基础距离、基础相邻数、规则度及序数定义结果，获得岩体扫描区域的噪声点分析矩阵，即为： ；其中，E为岩体扫描区域的噪声点分析矩阵，为岩体扫描区域的第1个规则点数据对应的位置点的基础距离，为岩体扫描区域的第1个规则点数据对应的位置点的基础相邻数，为岩体扫描区域的第1个规则点数据的规则度，为岩体扫描区域的第2个规则点数据对应的位置点的基础距离，为岩体扫描区域的第2个规则点数据对应的位置点的基础相邻数，为岩体扫描区域的第2个规则点数据的规则度，为岩体扫描区域的第q规则点数据对应的位置点的基础距离，为岩体扫描区域的第q个规则点数据对应的位置点的基础相邻数，为岩体扫描区域的第q个规则点数据的规则度，q为岩体扫描区域的所有规则点数据的数量；其中，基础距离为每个规则点数据对应的位置点与最近的其余规则点数据对应的位置点之间的距离；其中，基础相邻数为以每个规则点数据对应的位置点为原点，10厘米为半径获得的圆内包含的所有规则点数据的个数；其中，基于岩体扫描区域的噪声点分析矩阵对所有规则点数据进行分类，获得岩体扫描区域的所有可用点数据和所有噪声点数据，包括：将岩体扫描区域的噪声点分析矩阵的所有矩阵列中，除第一个矩阵列和最后一个矩阵列之外的所有矩阵列都当作分析矩阵列；将岩体扫描区域的噪声点分析矩阵中的每个分析矩阵列和对应的两个相邻矩阵列合并获得对应分析矩阵列的分类矩阵；判断每个分析矩阵列的分类矩阵的最大特征值是否大于预设第一特征值阈值，若是，则将对应分类矩阵对应的分析矩阵列对应的规则点数据当作岩体扫描区域的噪声点数据，否则，将对应分类矩阵对应的分析矩阵列对应的规则点数据当作岩体扫描区域的可用点数据；判断所有分析矩阵列的分类矩阵的最大特征值的均值是否大于预设第二特征值阈值，若是，则将岩体扫描区域的噪声点分析矩阵的第一个矩阵列对应的规则点数据当作岩体扫描区域的噪声点数据，否则，将岩体扫描区域的噪声点分析矩阵的第一个矩阵列对应的规则点数据当作岩体扫描区域的可用点数据；判断所有分析矩阵列的分类矩阵的最小特征值的均值是否大于预设第三特征值阈值，若是，则将岩体扫描区域的噪声点分析矩阵的最后一个矩阵列对应的规则点数据当作岩体扫描区域的噪声点数据，否则，将岩体扫描区域的噪声点分析矩阵的最后一个矩阵列对应的规则点数据当作岩体扫描区域的可用点数据。

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