个点m的K邻域。
[0051 ]由上述描述可知，通过KD树算法，可提高K邻域的搜索效率。
[0052]本发明还提出了一种基于曲率滤波的三维点云畸变校正系统，包括
[0053]第一获取模块，用于获取三维点云模型；
[0054]第二获取模块，用于获取所述三维点云模型中的各个点m的K邻域；
[0055]选取模块，用于在所述点m的K邻域中选取平面；
[0056]第三获取模块，用于获取平面集A1;
[0057]计算模块，用于分别计算点m到所述平面集^中的平面的投影距离；
[0058]确定模块，用于确定最短距离CU;
[0059]投影模块，用于将点m垂直投影到所述最短距离Cl1对应的平面；
[0060]第四获取模块，用于获取点m在所述最短距离山对应的平面上的投影点nu;
[0061]输出模块，用于输出所述投影点nu。
[0062]进一步地，所述选取模块具体用于:在所述点ru的K邻域中依次选取3个点构造平面。
[0063]进一步地，所述构造平面的3个点不在一条直线上。
[0064]进一步地，所述第二获取模块具体用于:通过KD数算法获取所述三维点云模型中的各个点m的K邻域。
[0065]实施例一
[0066]请参照图1，本发明的实施例一为:一种基于曲率滤波的三维点云畸变校正方法，包括如下步骤:
[0067]S1:获取三维点云模型；可选地，可采用RIEGL公司生产的VZ-4000激光扫描仪获取三维点云模型，图2为一建筑物的点云数据，点云采样点之间的距离为6cm，点云扫描的密度为垂直方向和水平方向各为0.05度，扫描频率为300HZ。
[0068]S2:获取所述三维点云模型中的各个点m的K邻域，即分别获取距离各个点最近的K个点；可选地，可通过KD树算法获取所述K邻域;所述K的取值至少为3，但K的取值不宜过大，否则会增加计算的复杂度，降低算法效率，甚至出现过度校正，可选地，所述K的取值为3-12，优选地，所述K的取值为8。
[0069]S3:在所述点m的K邻域中选取平面，获取平面集A1;可选地，在所述点m的K邻域中依次选取3个点构造平面，即对K个点进行排列组合，每次在K个点中选取3个点，若所述3个点可构成一个平面，则加入平面集六,，若所述3个点处于同一条直线，无法构成一个平面，则不做处理。
[0070]S4:分别计算点m到所述平面集A1中的平面的投影距离，确定最短距离CU。
[0071]S5:将点m垂直投影到所述最短距离cU对应的平面，获取点m在所述最短距离cU对应的平面上的投影点nu。
[0072]S6:输出所述投影点nu，即为校正后的三维点云模型。
[0073]图3为图2中最靠右的建筑物屋顶的点云数据放大的效果图，通过本实施例的方法，得到如图4所示的点云数据。对比图3和图4，点云畸变校正后，去除了点云边缘的噪声点与离群点，使得建筑物的边缘变得光滑平顺。
[0074]实施例二
[0075]请参照图5，本实施例为对应上述方法的一种基于曲率滤波的三维点云畸变校正系统，包括第一获取模块1、第二获取模块2、选取模块3、第三获取模块4、计算模块5、确定模块6、投影模块7、第四获取模块8和输出模块9。
[0076]所述第一获取模块I用于获取三维点云模型；
[0077]所述第二获取模块2用于获取所述三维点云模型中的各个点m的K邻域，具体用于通过KD数算法获取所述三维点云模型中的各个点m的K邻域；
[0078]所述选取模块3用于在所述点m的K邻域中选取平面，具体用于在所述点m的K邻域中依次选取3个点构造平面；
[0079]所述第三获取模块4用于获取平面集A1;
[0080]所述计算模块5用于分别计算点m到所述平面集^中的平面的投影距离；
[0081]所述确定模块6用于确定最短距离di;
[0082]所述投影模块7用于将点m垂直投影到所述最短距离Cl1对应的平面；
[0083]所述第四获取模块8用于获取点m在所述最短距离山对应的平面上的投影点nu;
[0084]所述输出模块9用于输出所述投影点nu。
[0085]综上所述，本发明提供的一种基于曲率滤波的三维点云畸变校正方法及其系统，对三维点云模型中的点寻找K邻域，根据所述K邻域中的点构造平面，实现三维曲率拟合，可减小计算复杂度;通过KD树算法寻找K邻域，可提高搜索效率;通过三维曲率计算点云的投影方位，可以有效地去除点云中的噪声点与离群点，很好地平滑点云模型，同时很好地保持了物体的细节和几何特征未出现畸变，提高平滑点云数据的效果与效率，具有高效性和通用性等特点。
[0086]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种基于曲率滤波的三维点云畸变校正方法，其特征在于:包括 获取三维点云模型； 获取所述三维点云模型中的各个点m的K邻域； 在所述点m的K邻域中选取平面，获取平面集A1; 分别计算点m到所述平面集A1中的平面的投影距离，确定最短距离cU; 将点m垂直投影到所述最短距离CU对应的平面，获取点m在所述最短距离CU对应的平面上的投影点nu; 输出所述投影点ΠΗ。2.根据权利要求1所述的基于曲率滤波的三维点云畸变校正方法，其特征在于:所述“在所述点m的K邻域中选取平面”具体为:在所述点m的K邻域中依次选取3个点构造平面。3.根据权利要求2所述的基于曲率滤波的三维点云畸变校正方法，其特征在于:所述构造平面的3个点不在一条直线上。4.根据权利要求1所述的基于曲率滤波的三维点云畸变校正方法，其特征在于:所述K的取值范围为3-12。5.根据权利要求4所述的基于曲率滤波的三维点云畸变校正方法，其特征在于:所述K的值为8。6.根据权利要求1所述的基于曲率滤波的三维点云畸变校正方法，其特征在于:所述“获取所述三维点云模型中的各个点如的1(邻域”具体为:通过KD数算法获取所述三维点云模型中的各个点m的K邻域。7.一种基于曲率滤波的三维点云畸变校正系统，其特征在于:包括 第一获取模块，用于获取三维点云模型； 第二获取模块，用于获取所述三维点云模型中的各个点m的K邻域； 选取模块，用于在所述点m的K邻域中选取平面； 第三获取模块，用于获取平面集仏； 计算模块，用于分别计算点m到所述平面集仏中的平面的投影距离； 确定模块，用于确定最短距离di ； 投影模块，用于将点m垂直投影到所述最短距离cU对应的平面； 第四获取模块，用于获取点m在所述最短距离cU对应的平面上的投影点nu; 输出模块，用于输出所述投影点ΠΗ。8.根据权利要求7所述的基于曲率滤波的三维点云畸变校正系统，其特征在于:所述选取模块具体用于:在所述点m的K邻域中依次选取3个点构造平面。9.根据权利要求8所述的基于曲率滤波的三维点云畸变校正系统，其特征在于:所述构造平面的3个点不在一条直线上。10.根据权利要求7所述的基于曲率滤波的三维点云畸变校正系统，其特征在于:所述第二获取模块具体用于:通过KD数算法获取所述三维点云模型中的各个点m的K邻域。
【专利摘要】本发明公开了一种基于曲率滤波的三维点云畸变校正方法及其系统，方法包括：获取三维点云模型；获取所述三维点云模型中的各个点ni的K邻域；在所述点ni的K邻域中选取平面，获取平面集Ai；分别计算点ni到所述平面集Ai中的平面的投影距离，确定最短距离di；将点ni垂直投影到所述最短距离di对应的平面，获取点ni在所述最短距离di对应的平面上的投影点mi；输出所述投影点mi。本发明可减小计算复杂度，可以有效地去除点云中的噪声点与离群点，很好地平滑点云模型，同时很好地保持了物体的细节和几何特征未出现畸变，提高平滑点云数据的效果与效率，具有高效性和通用性等特点。
【IPC分类】G06T19/20
【公开号】CN105631939
【申请号】CN201511002947
【发明人】蔡国榕, 王宗跃, 陈水利, 吴云东, 刘伟权, 梁宗旗
【申请人】集美大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月28日