[发明专利]一种隧道三维激光数据预处理的方法

权利要求书

1.一种隧道三维激光数据预处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，采用三维激光扫描仪对隧道初支、二衬区段进行扫描，并确定各站点间的拼接点、控制点，得到隧道初支、二衬区段的三维点云数据；

S2，将步骤S1得到的三维点云数据从云点数据文件转换成xyz格式文件，并获取拼接点、控制点的相对坐标；

S3，利用拼接点的相对坐标将扫描的各站点云数据拼接成一个整体，再利用控制点的相对坐标以及控制点的绝对坐标将拼接后的点云数据整体转化至隧道绝对坐标上；

S4，根据测站和标靶的绝对坐标，计算裁剪边界，删除各站扫描之间重叠数据以及远距离无效数据；

S5，将步骤S4处理后的隧道三维激光数据进行抽稀处理，得到简化后的隧道初支、二衬区段的三维点云数据。

2.如权利要求1所述的一种隧道三维激光数据预处理的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

将步骤S1得到的三维点云数据导入三维激光扫描仪配套的软件，并利用该软件将三维点云数据从云点数据文件转换成xyz格式文件，提取拼接点、控制点的相对坐标。

3.如权利要求1所述的一种隧道三维激光数据预处理的方法，其特征在于，在步骤S1中，三维激光扫描仪在扫描前进行调平，则步骤S3中各站点云数据之间拼接只需两个拼接点，拼接后的点云转换到绝对坐标只需两个控制点。

4.如权利要求1所述的一种隧道三维激光数据预处理的方法，其特征在于，步骤S3中拼接后的点云通过控制点转换到绝对坐标形成的误差，均匀计算至每个控制点，得到控制点的数据转化误差E1；

由于控制点误差造成的两测站间点云拼接的误差，同样均匀计算至两测站间的拼接点，得到拼接点的点云拼接误差E2；

判断E1、E2是否均在1-2mm以内；

是，则进行下一步骤S4；

否，则返回步骤S1重新扫描。

5.如权利要求3所述的一种隧道三维激光数据预处理的方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

计算各站点云数据中测站的位置，求取测站间的中线位置，以中线为边界，各站保留中线与测站区域以内的点云，删去区域以外的点云；对于扫描区段首站的首端以及尾站的末端以标靶为分界点，求得经过标靶点的隧道轴线的垂线，保留垂线与测站区域以内的点云，删去区域以外的点云。

6.如权利要求1所述的一种隧道三维激光数据预处理的方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：

利用VoxelGrid滤波器对点云进行抽稀，创建三维体素栅格，将点云分割成多个三维体素栅格，用每个三维体素栅格中所有点的重心来近似显示体素中其他点，最终用一个重心点表示三维体素栅格区域以内的点云。

7.如权利要求6所述的一种隧道三维激光数据预处理的方法，其特征在于，步骤S5中创建的三维体素栅格的尺寸可根据数据应用需要进行设置。

8.如权利要求1所述的一种隧道三维激光数据预处理的方法，其特征在于，所述步骤S5之后，还包括步骤S6：

人工将步骤S5得到的简化后的隧道三维激光数据进行分类，具体分为监控量测数据、侵限分析数据、二衬厚度评估数据三类。