靶球点云提取方法、装置、设备及存储介质与流程

本申请涉及工程测量，尤其涉及靶球点云提取方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、随着工程测量的快速发展，在实际工程中，人们较多地采用标靶（如：球面标靶、平面标靶等）辅助点云数据配准，其中球面标靶以各向同性、配准精度高、配置灵活等特点获得了广泛应用。

2、球面标靶探测方法主要有基于曲率的方法和基于多几何基元的点云数据分割方法。然而，基于曲率的方法的计算容易受噪声影响，导致精确度可能不高；基于多几何基元的点云数据分割方法为获得有限个球面标靶，要先将整个场景分割，存在时间开销大，效率低的问题。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种靶球点云提取方法、装置、设备及存储介质，旨在解决目前的点云数据获取过程效率较低的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提出一种靶球点云提取方法，所述靶球点云提取方法包括：

3、获取扫描仪对目标靶球进行扫描得到的第一全反射材料点云集合，其中，所述目标靶球的靶球支撑杆的表面覆盖有全反射材料；

4、对所述第一全反射材料点云集合进行噪点过滤，得到第二全反射材料点云集合；

5、对所述第二全反射材料点云集合进行聚类，得到聚类中心集合；

6、通过所述聚类中心集合提取目标靶球点云。

7、在一实施例中，所述对所述第一全反射材料点云集合进行噪点过滤，得到第二全反射材料点云集合的步骤包括：

8、以所述第一全反射材料点云集合中的各采样点为中心，根据预设半径拟合各采样点对应的球体；

9、统计所述球体中的邻域点的数量和邻域点的点云强度；

10、当所述邻域点的数量小于数量阈值且所述邻域点的点云强度大于预设强度阈值时，将所述球体对应的采样点判定为噪点；

11、将所述第一全反射材料点云集合中的噪点进行过滤，得到第二全反射材料点云集合。

12、在一实施例中，所述统计所述球体中的邻域点的数量和邻域点的点云强度的步骤之后，还包括：

13、获取所述扫描仪的分辨率、所述目标靶球和所述扫描仪之间的距离以及所述全反射材料的面积；

14、根据所述分辨率和所述距离确定线性点间距；

15、根据所述线性点间距得到单位面积点数；

16、根据所述单位面积点数和所述面积确定数量阈值。

17、在一实施例中，所述获取扫描仪对目标靶球进行扫描得到的第一全反射材料点云集合的步骤包括：

18、获取扫描仪对目标靶球进行扫描得到的所述目标靶球的表面各采样点的点云强度；

19、当所述采样点的点云强度小于预设强度阈值时，过滤所述采样点，得到过滤后的采样点；

20、根据所述过滤后的采样点确定第一全反射材料点云集合。

21、在一实施例中，所述对所述第二全反射材料点云集合进行聚类，得到聚类中心集合的步骤包括：

22、从所述第二全反射材料点云集合中选取预设聚类数量的采样点作为初始聚类中心；

23、计算所述第二全反射材料点云集合中的各采样点到所述初始聚类中心的欧氏距离；

24、根据所述欧氏距离得到所述预设聚类数量的簇；

25、计算所述簇的质心，根据所述质心确定更新后的聚类中心；

26、将更新后的聚类中心作为初始聚类中心，并返回执行所述计算所述第二全反射材料点云集合中的各采样点到所述初始聚类中心的欧氏距离的步骤，得到目标聚类中心的偏移量和目标簇；

27、在所述目标聚类中心的偏移量均小于预设收敛阈值时，根据所述目标簇得到聚类中心集合。

28、在一实施例中，所述通过所述聚类中心集合提取目标靶球点云的步骤包括：

29、获取全反射材料与目标靶球中心的距离；

30、根据所述全反射材料与目标靶球中心的距离确定空间搜索区间；

31、根据所述聚类中心集合和所述空间搜索区间提取目标靶球点云。

32、在一实施例中，所述根据所述聚类中心集合和所述空间搜索区间提取目标靶球点云的步骤包括：

33、根据所述聚类中心集合和所述空间搜索区间提取候选点云；

34、根据所述目标靶球的表面曲率确定曲率范围；

35、根据所述候选点云计算各候选点云对应的候选曲率；

36、当所述候选曲率不在所述曲率范围内时，过滤所述候选曲率对应的候选点云，得到目标靶球点云。

37、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种靶球点云提取装置，所述靶球点云提取装置包括：

38、获取模块，用于获取扫描仪对目标靶球进行扫描得到的第一全反射材料点云集合，其中，所述目标靶球的靶球支撑杆的表面覆盖有全反射材料；

39、处理模块，用于对所述第一全反射材料点云集合进行噪点过滤，得到第二全反射材料点云集合；

40、所述处理模块，还用于对所述第二全反射材料点云集合进行聚类，得到聚类中心集合；

41、提取模块，用于通过所述聚类中心集合提取目标靶球点云。

42、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种靶球点云提取设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序配置为实现如上文所述的靶球点云提取方法的步骤。

43、此外，为实现上述目的，本申请还提出一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述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如上文所述的靶球点云提取方法的步骤。

44、此外，为实现上述目的，本申请还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的靶球点云提取方法的步骤。

45、本申请提出的一个或多个技术方案，至少具有以下技术效果：

46、1）通过在目标靶球的靶球支撑杆的表面覆盖全反射材料，利用全反射材料的全反射特性，实现对靶球点云快速提取，提升靶球自动搜索的效率和准确率。

47、2）通过对第一全反射材料点云集合中存在的噪点进行过滤，得到经过噪点过滤后的第二全反射材料点云集合，为后续精准搜索靶球点云奠定了基础。

48、3）通过对第二全反射材料点云集合进行聚类得到聚类中心集合，从而能够实现对靶球点云的精细提取。

1.一种靶球点云提取方法，其特征在于，所述靶球点云提取方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一全反射材料点云集合进行噪点过滤，得到第二全反射材料点云集合的步骤包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述统计所述球体中的邻域点的数量和邻域点的点云强度的步骤之后，还包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取扫描仪对目标靶球进行扫描得到的第一全反射材料点云集合的步骤包括：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第二全反射材料点云集合进行聚类，得到聚类中心集合的步骤包括：

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述聚类中心集合提取目标靶球点云的步骤包括：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述聚类中心集合和所述空间搜索区间提取目标靶球点云的步骤包括：

8.一种靶球点云提取装置，其特征在于，所述靶球点云提取装置包括：

9.一种靶球点云提取设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的靶球点云提取方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述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如权利要求1至7中任一项所述的靶球点云提取方法的步骤。