CN103020080A - 点云文件快速读取方法及系统 - Google Patents

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吴新元
王伟
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Abstract

一种点云文件快速读取系统，该系统用于：创建具有多任务处理能力的N条线程，将所述点云文件分成N段快速并行读入并且分别存入N个数组中；截取出每段点云文件中每个点对应的X、Y、Z轴的坐标值；根据用户对坐标轴的选择，进行坐标轴互换；根据用户设定将对应坐标轴的坐标值用设定值替换；将N条线程的所有数组合并成一个坐标数组，并根据该坐标数组中每个点的X、Y、Z轴的坐标值绘制成点云图片。本发明还提供一种点云文件快速读取方法。本发明可以提高点云文件读取的通用性，并且在绘制点云图片前处理点云数据。

Description

点云文件快速读取方法及系统
技术领域
本发明涉及一种文件读取方法及系统，尤其是涉及一种点云文件快速读取方法及系统。
背景技术
目前对点云文件的处理大多都是人工进行的，也没有在绘制点云前对数据进行处理，拟合时还需要旋转、平移等操作。并且点云文件读取时通用性差，只能读取指定的存储格式，不能读取没有指定分隔符的点云文件。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种点云文件快速读取方法，可以提高点云文件读取的通用性，并且在绘制点云图片前处理点云数据。
鉴于以上内容，还有必要提供一种点云文件快速读取系统，可以提高点云文件读取的通用性，并且在绘制点云图片前处理点云数据。
所述点云文件快速读取方法包括：开启步骤：获取点云文件所在的路径，并根据该路径从计算装置的存储设备中读取并打开该点云文件；创建步骤：获取该计算装置的CPU中的所有执行单元的个数N，创建具有多任务处理能力的N条线程，将所述点云文件分成N段快速并行读入并且分别存入N个数组中；第一截取步骤：当一段点云文件中的坐标值有分隔符时，提示用户确认该分隔符，并在得到用户确认的分隔符后，以所述分隔符为界截取出该段点云文件中每个点对应的X、Y、Z轴的坐标值，保存到数组中；第二截取步骤：当一段点云文件中的坐标值没有分隔符时，提示用户确认每个点的坐标值长度，并根据用户确认的坐标值长度截取该段点云文件中每个点的X、Y、Z轴的坐标值，保存到数组中；旋转步骤：根据用户对坐标轴的选择，进行坐标轴互换；替换步骤：根据用户设定将对应坐标轴的坐标值用设定值替换；及绘制步骤：将N条线程的所有数组合并成一个坐标数组，并根据该坐标数组中每个点的X、Y、Z轴的坐标值绘制成点云图片。
所述点云文件快速读取系统包括：开启模块，用于获取点云文件所在的路径，并根据该路径从计算装置的存储设备中读取并打开该点云文件；创建模块，用于获取该计算装置的CPU中的所有执行单元的个数N，创建具有多任务处理能力的N条线程，将所述点云文件分成N段快速并行读入并且分别存入N个数组中；截取模块，用于当一段点云文件中的坐标值有分隔符时，提示用户确认该分隔符，并在得到用户确认的分隔符后，以所述分隔符为界截取出该段点云文件中每个点对应的X、Y、Z轴的坐标值，保存到数组中；所述截取模块还用于当一段点云文件中的坐标值没有分隔符时，提示用户确认每个点的坐标值长度，并根据用户确认的坐标值长度截取该段点云文件中每个点的X、Y、Z轴的坐标值，保存到数组中；旋转模块，用于根据用户对坐标轴的选择，进行坐标轴互换；替换模块，用于根据用户设定将对应坐标轴的坐标值用设定值替换；及绘制模块，用于将N条线程的所有数组合并成一个坐标数组，并根据该坐标数组中每个点的X、Y、Z轴的坐标值绘制成点云图片。
相较于现有技术，所述的点云文件快速读取方法及系统，可以通过创建N条线程缩短读取大量点云文件数据的时间，还可以让用户自定义坐标值长度，以截取各个轴的坐标值，适用性强；并且在绘制点云图片前进行坐标轴互换，并将无效值替换为设定值，减少了用户在拟合时的旋转操作等步骤和杂点对拟合结果的影响，缩短了拟合时间，提高拟合的准确率。
附图说明
图1是本发明点云文件快速读取系统较佳实施例的应用环境图。
图2是本发明点云文件快速读取系统较佳实施例的功能模块图。
图3A-3B是本发明所用点云文件坐标值的示意图。
图4是本发明点云文件快速读取方法较佳实施例的流程图。
主要元件符号说明
  服务器   1
  显示设备   2
  点云文件快速读取系统   10
  CPU   20
  存储设备   30
  开启模块   100
  创建模块   200
  判断模块   300
  截取模块   400
  旋转模块   500
  替换模块   600
  绘制模块   700
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
参阅图1所示，是本发明点云文件快速读取系统较佳实施例的应用环境图。所述点云文件快速读取系统10运行于服务器1或其它计算装置中。所述服务器1中还包括CPU20及存储设备30。所述服务器1连接于显示设备2。
所述存储设备30用于存储点云文件及绘制后的点云图片等。
所述显示设备2用于显示绘制后的点云图片。
参阅图2所示，是本发明点云文件快速读取系统较佳实施例的功能模块图。
所述点云文件快速读取系统10包括开启模块100、创建模块200、判断模块300、截取模块400、旋转模块500、替换模块600及绘制模块700。
所述开启模块100用于获取点云文件所在的路径，并根据该路径从存储设备30中读取并打开该点云文件。
所述创建模块200用于获取所述CPU20中的所有执行单元的个数N，创建具有多任务处理能力的N条线程，将所述点云文件分成N段快速并行读入并且分别存入N个数组中。由于读取点云的数据量很大，耗时长，循环次数多，创建N条线程便可以缩短读取时间，提高读取效率。
所述判断模块300用于判断每段点云文件中的坐标值是否有分隔符。所述分隔符为除“-”、“+”、“.”及0到9以外的符号，包括空格、逗号等。所述判断模块300以二进制读取每段点云文件中的任意一行，查找是否含有除“-”、“+”、“.”及0到9以外别的符号，如果有别的符号那么该别的符号就是分隔符。在本实施例中，或者每段点云文件中的坐标值都含有分隔符，或者每段点云文件中的坐标值都不含分隔符。
图3A-3B所示是本发明所用点云文件坐标值的示意图，其中图3A所示的点云文件中包含分隔符(空格)，图3B所示的点云文件中不包含分隔符。
所述截取模块400用于当所述坐标值有分隔符时，提示用户确认该分隔符，并在得到用户确认的分隔符后，以所述分隔符为界截取出每段点云文件中每个点对应的X、Y、Z轴的坐标值，保存到每个数组中。
在图3A所示的点云文件中，每行字符串以空格为界截取出每个点对应的X、Y、Z轴的坐标值。例如最后一行截取后的x＝-102.9468507604，y＝103.8298750264，z＝-14.9906925668。
所述截取模块400还用于当所述坐标值没有分隔符时，提示用户确认每个点的坐标值长度，并根据用户确认的坐标值长度截取每段点云文件中每个点的X、Y、Z轴的坐标值，保存到每个数组中。所述截取模块400首先随机选取一段点云文件，从该段点云文件中读取一行字符串(例如读取整个点云文件的第一行字符串)，然后计算该行字符串的长度(“-”、“+”、“.”不算在内)，将字符串长度除以3得到X、Y、Z轴的坐标值的长度Length1，将Length1提示给用户确认，并根据用户确认后的长度Length2截取得到每段点云文件中每个点的X、Y、Z轴的坐标值，将坐标值保存到每个数组中。
在图3B所示的点云文件中，以最后一行为例，字符串长度为30(不算“-”和“.”)，将字符串长度除以3得到X、Y、Z轴的坐标值的长度Length1为10，提示用户确认后的长度Length2为10，按该长度截取时遇到“-”和“.”直接复制，不在截取的位数上累加，截取后的x＝-675.9555535，y＝62.61125478，z＝57.17889632。
所述旋转模块500用于根据用户对坐标轴的选择，进行坐标轴互换，以减少点云拟合时的旋转操作。所述旋转模块500首先接收用户选择的需要互换的两个坐标轴，获取每个数组中每个点的坐标值，然后把每个点对应该两个坐标轴的坐标值互换，将互换后的坐标值保存到每个数组中。例如图3A中最后一行若进行X轴及Y轴互换，则变为x＝103.8298750264，y＝-102.9468507604，z＝-14.9906925668。
所述替换模块600用于根据用户设定将对应坐标轴的坐标值用设定值替换，以减少杂点对拟合结果的影响。所述替换模块600首先接收用户输入的需要替换的坐标轴及设定值，获取每个数组中每个点的坐标值，然后将每个点对应该坐标轴的坐标值替换为所述设定值，将替换后的坐标值保存到所述数组中。
所述绘制模块700用于将N条线程的所有数组合并成一个坐标数组，并根据该坐标数组中每个点的X、Y、Z轴的坐标值绘制成点云图片。
参阅图4所示，是本发明点云文件快速读取方法较佳实施例的流程图。
步骤S10，所述开启模块100获取点云文件所在的路径，并根据该路径从存储设备30中读取并打开该点云文件。
步骤S12，所述创建模块200获取所述CPU20中的所有执行单元的个数N，创建具有多任务处理能力的N条线程，将所述点云文件分成N段快速并行读入并且分别存N个数组中。以下步骤S14-S22由N个线程同时执行，其中，每个线程处理一段点云文件。
步骤S14，所述判断模块300判断每段点云文件中的坐标值是否有分隔符。所述分隔符包括空格、逗号等。所述判断模块300以二进制读取每段点云文件中的任意一行，查找是否含有除“-”、“+”、“.”及0到9以外别的符号，如果有别的符号那么该别的符号就是分隔符。若所述坐标值有分隔符，则执行步骤S16；若所述坐标值没有分隔符，则执行步骤S18。在本实施例中，或者每段点云文件中的坐标值都含有分隔符，或者每段点云文件中的坐标值都不含分隔符。
步骤S16，所述截取模块400提示用户确认该分隔符，并在得到用户确认的分隔符后，以所述分隔符为界截取出每段点云文件中每个点对应的X、Y、Z轴的坐标值，保存到每个数组中。
步骤S18，所述截取模块400提示用户确认每个点的坐标值长度，并根据用户确认的坐标值长度截取每段点云文件中每个点的X、Y、Z轴的坐标值，保存到每个数组中。所述截取模块400首先随机选取一段点云文件，从该段点云文件中读取一行字符串，然后计算该行字符串的长度(“-”、“+”、“.”不算在内)，将字符串长度除以3得到X、Y、Z轴的坐标值的长度Length1，将Length1提示给用户确认，并根据用户确认后的长度Length2截取得到每段点云文件中每个点的X、Y、Z轴的坐标值，将坐标值保存到每个数组中。
步骤S20，所述旋转模块500根据用户对坐标轴的选择，进行坐标轴互换，以减少点云拟合时的旋转操作。所述旋转模块500首先接收用户选择的需要互换的两个坐标轴，获取每个数组中每个点的坐标值，然后把每个点对应该两个坐标轴的坐标值互换，将互换后的坐标值保存到每个数组中。
步骤S22，所述替换模块600根据用户设定将对应坐标轴的坐标值用设定值替换，以减少杂点对拟合结果的影响。所述替换模块600首先接收用户输入的需要替换的坐标轴及设定值，获取每个数组中每个点的坐标值，然后将每个点对应该坐标轴的坐标值替换为所述设定值，将替换后的坐标值保存到每个数组中。
步骤S24，所述绘制模块700将N条线程的所有数组合并成一个坐标数组，并根据该坐标数组中每个点的X、Y、Z轴的坐标值绘制成点云图片。
综上所述，使用本发明点云文件快速读取方法及系统，可以通过创建N条线程缩短读取大量点云文件数据的时间，提高读取效率；而且不仅可以读取含有分隔符的点云文件，还可以在点云文件中不含分隔符时，让用户自定义坐标值长度，以截取各个轴的坐标值，适用性强。本发明还可以在绘制点云图片前进行坐标轴互换，并将无效值替换为设定值，可以减少用户在拟合时的旋转操作等步骤，减少杂点对拟合结果的影响，缩短拟合时间，提高拟合的准确率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种点云文件快速读取方法，其特征在于，该方法包括：
开启步骤：获取点云文件所在的路径，并根据该路径从计算装置的存储设备中读取并打开该点云文件；
创建步骤：获取该计算装置的CPU中的所有执行单元的个数N，创建具有多任务处理能力的N条线程，将所述点云文件分成N段快速并行读入并且分别存入N个数组中；
第一截取步骤：当一段点云文件中的坐标值有分隔符时，提示用户确认该分隔符，并在得到用户确认的分隔符后，以所述分隔符为界截取出该段点云文件中每个点对应的X、Y、Z轴的坐标值，保存到数组中；
第二截取步骤：当一段点云文件中的坐标值没有分隔符时，提示用户确认每个点的坐标值长度，并根据用户确认的坐标值长度截取该段点云文件中每个点的X、Y、Z轴的坐标值，保存到数组中；
旋转步骤：根据用户对坐标轴的选择，进行坐标轴互换；
替换步骤：根据用户设定将对应坐标轴的坐标值用设定值替换；及
绘制步骤：将N条线程的所有数组合并成一个坐标数组，并根据该坐标数组中每个点的X、Y、Z轴的坐标值绘制成点云图片。
2.如权利要求1所述的点云文件快速读取方法，其特征在于，所述第二截取步骤包括：
随机选取一段点云文件，从该选取的点云文件中读取一行字符串；
计算该行字符串的长度；
将字符串长度除以3得到X、Y、Z轴的坐标值的长度Length1；
将Length1提示给用户确认；
根据用户确认后的长度Length2截取得到该段点云文件中每个点的X、Y、Z轴的坐标值；及
将坐标值保存到数组中。
3.如权利要求1所述的点云文件快速读取方法，其特征在于，所述旋转步骤包括：
接收用户选择的需要互换的两个坐标轴；
获取每个数组中每个点的坐标值；
把每个点对应该两个坐标轴的坐标值互换；及
将互换后的坐标值保存到每个数组中。
4.如权利要求1所述的点云文件快速读取方法，其特征在于，所述替换步骤包括：
接收用户输入的需要替换的坐标轴及设定值；
获取每个数组中每个点的坐标值；
将每个点对应该坐标轴的坐标值替换为所述设定值；及
将替换后的坐标值保存到每个数组中。
5.如权利要求1所述的点云文件快速读取方法，其特征在于，所述分隔符为除“-”、“+”、“.”及0到9以外别的符号。
6.一种点云文件快速读取系统，其特征在于，该系统包括：
开启模块，用于获取点云文件所在的路径，并根据该路径从计算装置的存储设备中读取并打开该点云文件；
创建模块，用于获取该计算装置的CPU中的所有执行单元的个数N，创建具有多任务处理能力的N条线程，将所述点云文件分成N段快速并行读入并且分别存入N个数组中；
截取模块，用于当一段点云文件中的坐标值有分隔符时，提示用户确认该分隔符，并在得到用户确认的分隔符后，以所述分隔符为界截取出该段点云文件中每个点对应的X、Y、Z轴的坐标值，保存到数组中；
所述截取模块还用于当一段点云文件中的坐标值没有分隔符时，提示用户确认每个点的坐标值长度，并根据用户确认的坐标值长度截取该段点云文件中每个点的X、Y、Z轴的坐标值，保存到数组中；
旋转模块，用于根据用户对坐标轴的选择，进行坐标轴互换；
替换模块，用于根据用户设定将对应坐标轴的坐标值用设定值替换；及
绘制模块，用于将N条线程的所有数组合并成一个坐标数组，并根据该坐标数组中每个点的X、Y、Z轴的坐标值绘制成点云图片。
7.如权利要求6所述的点云文件快速读取系统，其特征在于，当一段点云文件中的坐标值没有分隔符时，所述截取模块的截取过程包括：
随机选取一段点云文件，从该选取的点云文件中读取一行字符串；
计算该行字符串的长度；
将字符串长度除以3得到X、Y、Z轴的坐标值的长度Length1；
将Length1提示给用户确认；
根据用户确认后的长度Length2截取得到该段点云文件中每个点的X、Y、Z轴的坐标值；及
将坐标值保存到数组中。
8.如权利要求6所述的点云文件快速读取系统，其特征在于，所述旋转模块的旋转过程包括：
接收用户选择的需要互换的两个坐标轴；
获取每个数组中每个点的坐标值；
把每个点对应该两个坐标轴的坐标值互换；及
将互换后的坐标值保存到每个数组中。
9.如权利要求6所述的点云文件快速读取系统，其特征在于，所述替换模块的替换过程包括：
接收用户输入的需要替换的坐标轴及设定值；
获取每个数组中每个点的坐标值；
将每个点对应该坐标轴的坐标值替换为所述设定值；及
将替换后的坐标值保存到每个数组中。
10.如权利要求6所述的点云文件快速读取系统，其特征在于，所述分隔符为除“-”、“+”、“.”及0到9以外别的符号。
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