一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法与流程

本发明涉及激光雷达智能测量，尤其涉及一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法。

背景技术：

1、激光雷达是激光主动探测传感器设备的一种统称，其工作原理是激光雷达的发射器发射出一束激光，激光光束遇到物体后，经过漫反射，返回至激光接收器，雷达模块根据发送和接收信号的时间间隔乘以光速，再除以2，即可计算出发射器与物体的距离。根据激光线束的多少，通常有例如单线激光雷达、4线激光雷达、8/16/32/64线激光雷达等，一个或多个激光束在竖直方向沿着不同的角度发射，经水平方向扫描，实现对目标区域三维轮廓的探测，近年来，随着激光雷达扫描技术的不断完善与进步，其在高速公路路基智能测量中的应用也愈加广泛。

2、目前激光雷达扫描技术应用在高速公路路基智能测量时，在雨雪雾天气下，由于空气中存在密度较高的大大小小的水滴，当激光束照射到水滴上时，会产生反射回波，在点云中形成相应的点，而这种类型的点，并非是目标检测对象上真正存在的点，因此应当作为噪点，这些噪点的分布严重影响激光雷达扫描系统对公路路基智能测量点的测量结果，进而导致测量结果出现较大偏差，因此需要设计一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明目的是提供一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法，其适用于解决在雨雪雾天气下，由于空气中存在密度较高的大大小小的水滴，当激光束照射到水滴上时，会产生反射回波，在点云中形成相应的点，而这种类型的点，并非是目标检测对象上真正存在的点，因此应当作为噪点，这些噪点的分布严重影响激光雷达扫描系统对公路路基智能测量点的测量结果，进而导致测量结果出现较大偏差的问题。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法，所述稀释处理方法包括以下步骤：

5、s1：将激光雷达扫描系统依次安装在路基智能测量点运动平台上，对激光雷达扫描系统进行初始化处理，激光雷达扫描系统对测量点进行探测扫描，采集激光点云数据；

6、s2：对采集的激光点云数据进行收集，并根据多组激光雷达扫描系统采集的激光点云数据构建激光点云分布图；

7、s3：获取所述激光点云的反射率和连续参数，计算对应激光点云与激光雷达扫描系统之间的距离，根据计算的距离筛选出属于噪点的激光点云；

8、s4：遍历激光点云分布图，计算激光扫描雷达采集各激光点云的动态阈值，将不在阈值范围内属于噪点的激光点云进行滤除稀释；

9、s5：根据初始化的激光雷达扫描系统标定结果，将经过降噪稀释处理后的激光点云数据转换成测距系统坐标，构建路基智能测量点云数据分布图。

10、作为本发明所述一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法的一种优选方案，其中：在步骤所述s4中，采用直通滤波器对早点进行滤波稀释处理。

11、作为本发明所述一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法的一种优选方案，其中：所述激光雷达扫描系统包括：

12、主体单元，其包括安装座以及固定安装在安装座上的减速电机，所述减速电机输出轴顶端固定连接有激光雷达扫描仪，所述激光雷达扫描仪侧壁上开设有安装槽，所述安装槽内安装有激光发射头；

13、镜头清洁单元，其包括位于安装槽内的擦拭盒以及固定安装在擦拭盒靠近激光发射头一侧的擦拭海绵，所述安装槽两侧分别转动连接有丝杆和导杆，所述激光雷达扫描仪下侧壁固定安装有驱动马达，所述驱动马达输出轴与丝杆下端固定连接，且擦拭盒与丝杆螺纹连接，所述擦拭盒与导杆竖直滑动连接，所述擦拭盒上侧壁开设有多组均匀分布的进液管。

14、作为本发明所述一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法的一种优选方案，其中：所述激光雷达扫描系统还包括蓄水补液单元，其包括固定安装在激光雷达扫描仪顶端的蓄水盒以及固定安装在蓄水罩上端的落水管，所述落水管上端开口处固定连接有接水罩，且接水罩内设置有浮球，所述蓄水盒内壁与浮球通过连接绳连接，且浮球的直径大于落水管的内径，所述蓄水盒侧壁固定连通有多组均匀分布的补液管，所述补液管内固定安装有过水板，所述过水板上开设有过水孔，所述补液管内壁固定连接有固定梁，所述固定梁下侧壁通过伸缩柱固定连接有与过水孔对应的封堵板，所述伸缩柱上套设有对应的压紧弹簧，所述进液管内固定安装有顶管，且顶管的外径小于过水孔的内径，所述顶管侧壁上端开设有位置对称的侧孔，且进液管外侧壁固定安装有与补液管对应的对接罩。

15、作为本发明所述一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法的一种优选方案，其中：所述蓄水补液单元还包括过滤组件，其包括依次安装在蓄水盒内的粗过滤网、活性炭层以及细过滤网，所述粗过滤网位于活性炭层上侧，所述活性炭层位于粗过滤网和细过滤网之间。

16、作为本发明所述一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法的一种优选方案，其中：所述粗过滤网、活性炭层和细过滤网外侧包裹有固定框，所述固定框与蓄水盒内壁密封相抵。

17、作为本发明所述一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法的一种优选方案，其中：所述连接绳采用轻质尼龙丝编制而成，且浮球为中空结构。

18、作为本发明所述一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法的一种优选方案，其中：所述落水管与浮球相抵处垫设有一层厚度均匀的密封橡胶圈。

19、本发明的有益效果：通过对激光雷达扫描系统采集的激光点云数据进行收集、通过激光点云的反射率与连续参数计算对应激光点云与智能测量点的距离，筛选出激光雷达扫描系统采集的早点，对这些噪点进行有效滤除和稀释，从而保障了高速公路路基智能测量点采集的数据的准确性，避免测量结果出现较大误差；

20、当激光雷达扫描仪的激光发射头其镜头长期裸露在外界，外界的灰尘和其它杂质附着在激光发射头的镜头上，此时启动驱动马达带动丝杆转动，与丝杆螺纹连接的擦拭盒在导杆的限位作用下擦拭盒带动擦拭海绵能够对激光发射头镜头进行自动擦拭，当擦拭盒上升到安装槽内最顶端时，此时位于进液管内的顶管向上顶入补液管内，顶起封堵板，伸缩柱和压紧弹簧被挤压，补液管内的水经过顶管的侧孔以及过水孔进入进液管内，从而对擦拭盒自动补液，确保擦拭盒始终保持良好的擦拭效果。

21、附图说明

22、为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

23、图1为本发明提出的一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法的步骤示意图；

24、图2为本发明提出的一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法的激光雷达扫描仪与安装座和减速电机配合结构示意图；

25、图3为本发明提出的一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法的镜头清洁单元结构示意图；

26、图4为本发明提出的一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法的蓄水补液单元结构示意图；

27、图5为本发明提出的一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法的补液管内部结构示意图；

28、图6为本发明提出的一种高速公路路基智能测量点云降噪稀释处理方法的过滤组件结构示意图。