[发明专利]一种大型料堆点云补全方法

权利要求书

1.一种大型料堆点云补全方法，所述方法中空间位置采用的坐标系X轴和Y轴构成的平面代表地面，Z轴代表距离地面的高度，所述方法包括以下步骤：

S1-1判断矫正，根据外部参数判断点云阴面朝向，并通过方向矫正使其朝向统一；

S1-2格网化，按照精度需求，对点云数据进行格网化处理；

S1-3有序化，依次按X坐标和Y坐标大小对点进行从小到大排序；

S1-4安息角插值，从点云边缘点向Y轴正方向，以物料静态安息角向下逐格插点；

S1-5近邻高度中心点插值，根据周围已知点高度的中心点对未知点进行补全，将点云补全为无缝的满点阵；

S1-6精简步骤，按精简单位对插值后的点云数据进行下采样；

S1-7平滑步骤，采用基于高斯内核的卷积滤波方法对插值后的点云数据进行平滑光顺处理；

S1-8再次格网化，重复步骤S1-2；

S1-9近邻高度中心点再次插值，重复步骤S1-5，保证最终点云数据无缝；

S1-10高度调整，遍历所有点云数据，按处理前后的最高高度比例进行乘积，弥补平滑处理造成的高度损失；

S1-11再次判断矫正，判断点云数据是否经过矫正，如果是，则按照逆操作进行还原，如果否，则保持不变。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1-1中所述方向矫正的具体过程为：判断点云阴面是否朝向Y轴正方向，如果是，直接进入S1-2，如果否，则对点云按XZ轴构成的平面进行镜面翻转或按Z轴旋转使其朝向统一。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1-2中所述格网化处理的具体过程为：将点数据按X坐标和Y坐标归并到刻度上，并去除任一个X坐标和Y坐标重复的点，以确保每个刻度上至多有一个点，实现点云的格网化。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1-3中所述排序的具体过程为：优先判断点的X坐标，依X值大小进行排序，如果X坐标值相等，则比较Y坐标值，对X坐标值相等的点再依Y值大小进行排序。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1-4中所述边缘点为同时满足以下条件的点：一是Z坐标值不低于堆料最大高度的0.8倍；二是距离边界线不小于堆料整体宽度的三分之一；三是与下一个边缘点的Y差值大于Z差值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1-5中所述近邻高度中心点插值的具体步骤为：

S6-1将格网化后的有序点云填充为满点阵，即保证X轴和Y轴方向上每0.1个单位都有一个点；

S6-2将原有的空点高度赋值为负最大值，负最大值定义为-99999；

S6-3对满点阵依次按X坐标和Y坐标方向进行逐点遍历，如果点的Z值为负最大值，则视为原始空点，并通过X,Y坐标计算该点周围半径r内的所有点的Z值的中心值，并将计算所得中心值赋予该点Z值，如果点的Z值不为负最大值，则保持不变；

S6-4重新遍历所有点，对Z值仍为负最大值，即没有找到周围点的Z值赋地面初始值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤S6-3中所述所述周围半径r根据物料规模、性质和点云采集稀疏程度不同进行设定,对于100m x 50m规模的大型堆料，设定为5m。