探测点云中的石头

激光扫描技术是一种广泛应用于各个学科的测量技术。它在文化遗产文献和建筑评估中的应用构成了本文的背景，本文描述了它在土耳其首次用于记录大型建筑遗址的情况。Seddülbahir项目通过结合扫描、绘制历史建筑勘测图、激光扫描仪数据、全站仪数据、草图和手工测量来优化处理过程。

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整个网站在±5毫米精度扫描使用徕卡HDS 3000激光扫描仪伴随着莱卡TCR407 reflectorless全站仪(图1和图2)。尽管激光扫描仪和total-stations提供3 d数据,所需的规定在土耳其建筑师生成二维图纸的规模的1/100。

看和做
使用Cyclone软件和Cloudworx对点云进行后处理。在处理阶段，建筑师遇到了一些困难，以评估三维激光扫描数据在2D。最耗时的工作是把遗址一块一块地画出来。在适当的缩放水平上观察点云数据，可以很容易地用肉眼识别现场的物体。因此，在某种程度上模仿人眼并让软件自动做同样的事情的挑战就出现了。为了做到这一点，我们必须首先弄清楚眼睛是如何识别物体的。这里有两个指示器，其中一个是颜色的变化。如果纹理点云的颜色发生变化，则表明在不同的维度上存在另一个物体或同一物体的一部分，或出现阴影。

另一个识别物体的指标是相对于物体平面的深度感知的变化。同样，深度的变化意味着另一个对象或对象的一部分出现在另一个维度中。

检测石头
通过分析每个点的深度差异，开发了一种提取石头的工具，我们将其命名为“石墙工具”(SWT)。一个数字传感的数学模型被建立起来，换句话说，自动从点云数据中提取石头。SWT分析每个点相对于对象到指定平面的距离。然后，如果这个距离小于前面和后面的点，它就会检测并存储关于这个点的信息。这些点构成了石头的区域。该模型的基本表示如图3所示。

设置参数
为了使用SWT，必须对数据应用一些设置。使用Cyclone软件，点云数据首先根据方向进行分组。然后为每一组定义一个平均平面。从点云中选择代表平均平面的三个点，并将坐标系统设置为使用这三个点的本地坐标系统。然后将参考平面设置为YZ平面，最终实现平行于对象的平均参考平面的设置。这三个点被记录下来以几何上定义平面。SWT的输入和输出数据格式为' .pts'格式。自动检测的SWT实现如图4所示。

必须将一个公差值放入SWT中的方程中，以确保用户可以在定义的深度中选择点。该容差值由用户根据点响数据的石墙结构和扫描密度来定义。点云数据的不同部分可能需要定义不同的容差。

总之
SWT并不是解决此类问题的全自动解决方案。然而，这是一个良好的开端。而且它确实减少了很多工作时间。

致谢
感谢System Computer and Technical Services Ltd，设备供应商，以及KaleTakimi: Seddülbahir fortress Team的所有成员。