1.一种渣土颗粒点云的无损快速分割方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:S1:读取颗粒点云文件,计算颗粒点云的轴对齐包围盒;S2:根据轴对齐包围盒,在颗粒点云AABB的最大面方向计算点云的颗粒投影图像,保存像素-点云的对应关系式;S2中,点云数据 A 为 ,其对应的投影图像的像素点为二维数据 ,投影图像为 I ,其中: (1) (2)像素-点云数据的对应关系函数为: ;其中, 是点云或像素点在点云数据 、投影图像 中的位置, 是点云数据数量, 是第1个点云数据, 是第2个点云数据, 是第3个点云数据, 是第 个点云数据, 是第1个点云数据对应的像素点, 是第1个点云数据对应的像素点, 是第 个点云数据对应的像素点;S3:利用分水岭算法分割颗粒投影图像;S4:通过像素-点云的对应关系式,将分割好的投影图像转换为点云数据并输出。
2. 根据权利要求1所述的一种渣土颗粒点云的无损快速分割方法,其特征在于,S1具体为:S1.1:点云数据读取读取点云数据,每个点云包含一系列的三维坐标点(x,y,z);S1.2:寻找最小和最大坐标对于每个坐标轴,找到所有点在该坐标轴上的最小值和最大值,最小值对应的点和最大值对应的点分别代表了点云数据在每个坐标轴方向上的最小和最大范围,即 AABB 的两个对角点;S1.3:AABB包围盒生成AABB 是一个轴对齐的长方体,具有 8 个顶点,这些顶点通过最小边界和最大边界来确定,具体为,给定 AABB 的最小边界 和最大边界 , 通过所有坐标的组合来得到AABB 长方体的八个顶点,分别为 、 、 、 、 、 、 、 ,表示了包围盒在三维空间中的所有角。
3.根据权利要求1所述的一种渣土颗粒点云的无损快速分割方法,其特征在于,S2具体为:S2.1:AABB 是一个长方体,具有三个面,分别对应 XY 平面、XZ 平面和 YZ 平面,通过计算得到每个面的面积:XY 平面面积: XZ平面面积: YZ平面面积: 其中, 为X轴上的最大值和最小值, 为Y轴上的最大值和最小值, 为Z轴上的最大值和最小值,面积最大的面就是 AABB 的最大面;S2.2:将颗粒点云在Z轴方向上往最大面进行投影,投影后的点坐标被映射到一个固定大小的二维网格,使用整数化的像素索引 np.digitize ,将每个投影点的坐标转换为图像上的像素索引,通过将每个投影点映射到图像上的像素位置,最终生成一个二值图像。
4.根据权利要求1所述的一种渣土颗粒点云的无损快速分割方法,其特征在于,S3具体为:S3.1:通过形态学开运算对图像进行操作,去除图像中的小物体和噪声,提取出较大的、连通的区域;S3.2:通过膨胀操作生成一个背景区域,用于标记分水岭算法中的背景部分,然后应用距离变换来计算前景区域的每个像素到最近的背景像素的距离,最后使用阈值化将这些区域转换为前景区域;S3.3:通过从背景中减去前景区域,得到图像中不确定的部分,这些部分会成为分水岭算法的分界线;使用 OpenCV 的 cv2.connectedComponents 函数为前景区域生成标记;标记图像的每个区域都会有一个唯一的标识符,用于在分水岭算法中标记每个区域;S3.4:使用 OpenCV 的 cv2.watershed 函数对图像应用分水岭算法,通过之前生成的标记图像,将图像分割成多个区域;S3.5:首先将所有标记初始化为黑色,然后针对不同标记,随机生成颜色并映射给相应区域,在标记区域之间绘制红色的边界。
5.根据权利要求4所述的一种渣土颗粒点云的无损快速分割方法,其特征在于,S4具体为:S4.1:从分水岭分割结果中获取每个像素的标记值;S4.2:通过像素位置找到对应的点云索引,将每个像素位置映射回点云索引;S4.3:根据分水岭分割结果的标记值和像素-点云对应关系,提取每个分割区域的点云数据。
6.一种计算机装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序,其特征在于,处理器执行计算机程序以实现权利要求1-5任一项所述的渣土颗粒点云的无损快速分割方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质,其特征在于,存储有计算机程序,当该程序被处理器执行时,实现权利要求1-5任一项所述的渣土颗粒点云的无损快速分割方法的步骤。
8.一种计算机程序产品,其特征在于,包括计算机程序或指令,当该程序或指令被处理器执行时,实现权利要求1-5任一项所述的渣土颗粒点云的无损快速分割方法的步骤。