CN112907649A - 管沟土石方量的测量方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于智慧工地技术领域，提供了一种管沟土石方量的测量方法、装置、设备和存储介质，其中，管沟土石方量的测量方法包括：接收对第一位置和第二位置之间的管沟区域的土石方量的测量指令；获取管沟区域中各个截面在挖掘管沟前对应的第一截面轮廓线和挖掘管沟后对应的第二截面轮廓线；根据每个截面对应的第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各组关联点的高度差，确定相应截面中的管沟上底边界；根据每个截面中的管沟上底边界，在第二点云数据中确定管沟区域的空间轮廓；测量空间轮廓的体积，并将体积作为管沟区域的土石方量。采用本发明可以提高土石方量的测量效率。
Description
技术领域
本发明属于智慧工地技术领域，尤其涉及一种管沟土石方量的测量方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
在管沟挖掘的相关工程项目中，工程结算是建设单位极其关心的问题之一。土石方量是工程结算的重要依据，偏高的土石方量计算结果意味着建设单位更高的支出，偏低的土石方量计算结果又意味施工单位会获得与工作量不匹配的收入，快速、准确的土石方量计算结果可以帮助施工单位与建设单位在工程结算时尽快达成一致。
目前，通常由测量人员在测量软件中显示的管沟施工模型中手动圈出需要计算土石方量的管沟区域，然后测量软件可以自动输出土石方量的测量结果。然而，当需要计算的土石方量的管沟区域较广时，手动圈出需要计算土石方量的管沟区域耗时久，导致测量效率较低。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种管沟土石方量的测量方法、装置、设备和存储介质，以解决现有技术中土石方量的测量效率较低的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种管沟土石方量的测量方法，包括：
接收对第一位置和第二位置之间的管沟区域的土石方量的测量指令；
根据管沟的管沟中线的三维坐标信息，以及预先采集的管沟被挖掘前的第一点云数据和管沟被挖掘后的第二点云数据，获取管沟区域中各个截面在挖掘管沟前对应的第一截面轮廓线和挖掘管沟后对应的第二截面轮廓线；各个截面相互平行，各个截面的总和构成管沟区域；
根据每个截面对应的第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各组关联点的高度差，确定相应截面中的管沟上底边界；
根据每个截面中的管沟上底边界，在第二点云数据中确定管沟区域的空间轮廓；
测量空间轮廓的体积，并将体积作为管沟区域的土石方量。
可选的，根据管沟的管沟中线的三维坐标信息，以及预先采集的管沟被挖掘前的第一点云数据和管沟被挖掘后的第二点云数据，获取管沟在管沟区域内各个截面挖掘前对应的第一截面轮廓线和挖掘后对应的第二截面轮廓线，包括：
根据第一位置和第二位置的三维坐标信息，以及管沟中线的三维坐标信息，确定第一位置和第二位置之间的管沟中线线段；
构建管沟中线线段中每个采样点对应的截面；
将第一点云数据中处于目标截面的点依次相连，得到目标截面对应的第一截面轮廓线；将第二点云数据中处于目标截面的点依次相连，得到目标截面对应的第二截面轮廓线；目标截面为各个截面中的任意一个截面。
可选的，根据每个截面对应的第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各关联点的高度差，确定相应截面中的管沟上底边界，包括：
获取目标截面对应的第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各关联点的高度差；
在目标截面对应的第一截面轮廓线中确定第三位置和第四位置；第三位置和第四位置之间各点对应的高度差均大于第一预设阈值，与第三位置最接近且远离第四位置的预设数量的点所对应的高度差均小于第一预设阈值，与第四位置最接近且远离第三位置的预设数量的点所对应的高度差均小于第一预设阈值；
将第三位置和第四位置之间的线段确定为目标截面对应的管沟上底边界。
可选的，根据每个截面中的管沟上底边界，在第二点云数据中确定管沟区域的空间轮廓，包括：
提取由目标截面对应的第一截面轮廓线和管沟上底边界所构成的图形中处于闭合的图形部分；
按照采样点在管沟中线线段中的排列顺序，依次将每个采样点对应的截面所关联的处于闭合的图形部分进行连接，得到管沟区域的空间轮廓。
可选的，第一点云数据中的任意点与管沟中线的最小距离均小于第二预设阈值；
第二点云数据中的任意点与管沟中线的最小距离均小于第二预设阈值。
本发明实施例的第二方面提供了一种管沟土石方量的测量装置，包括：
接收模块，用于接收对第一位置和第二位置之间的管沟区域的土石方量的测量指令；
获取模块，用于根据管沟的管沟中线的三维坐标信息，以及预先采集的管沟被挖掘前的第一点云数据和管沟被挖掘后的第二点云数据，获取管沟区域中各个截面在挖掘管沟前对应的第一截面轮廓线和挖掘管沟后对应的第二截面轮廓线；各个截面相互平行，各个截面的总和构成管沟区域；
第一确定模块，用于根据每个截面对应的第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各组关联点的高度差，确定相应截面中的管沟上底边界；
第二确定模块，用于根据每个截面中的管沟上底边界，在第二点云数据中确定管沟区域的空间轮廓；
测量模块，用于测量空间轮廓的体积，并将体积作为管沟区域的土石方量。
可选的，获取模块还用于：
根据第一位置和第二位置的三维坐标信息，以及管沟中线的三维坐标信息，确定第一位置和第二位置之间的管沟中线线段；
构建管沟中线线段中每个采样点对应的截面；
将第一点云数据中处于目标截面的点依次相连，得到目标截面对应的第一截面轮廓线；将第二点云数据中处于目标截面的点依次相连，得到目标截面对应的第二截面轮廓线；目标截面为各个截面中的任意一个截面。
可选的，第一确定模块还用于：
获取目标截面对应的第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各关联点的高度差；
在目标截面对应的第一截面轮廓线中确定第三位置和第四位置；第三位置和第四位置之间各点对应的高度差均大于第一预设阈值，与第三位置最接近且远离第四位置的预设数量的点所对应的高度差均小于第一预设阈值，与第四位置最接近且远离第三位置的预设数量的点所对应的高度差均小于第一预设阈值；
将第三位置和第四位置之间的线段确定为目标截面对应的管沟上底边界。
可选的，第二确定模块还用于：
提取由目标截面对应的第一截面轮廓线和管沟上底边界所构成的图形中处于闭合的图形部分；
按照采样点在管沟中线线段中的排列顺序，依次将每个采样点对应的截面所关联的处于闭合的图形部分进行连接，得到管沟区域的空间轮廓。
可选的，第一点云数据中的任意点与管沟中线的最小距离均小于第二预设阈值；第二点云数据中的任意点与管沟中线的最小距离均小于第二预设阈值。
本发明实施例的第三方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
本发明实施例可以接收用户对第一位置和第二位置之间的管沟区域的土石方量的测量指令，然后可以根据管沟中线的三维坐标信息，以及预先采集的管沟被挖掘前的第一点云数据和管沟被挖掘后的第二点云数据，获取管沟区域中各个截面在挖掘管沟前对应的第一截面轮廓线和挖掘管沟后对应的第二截面轮廓线。之后，可以第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各组关联点的高度差，确定相应截面中的管沟上底边界，进而可以根据每个截面中的管沟上底边界，在第二点云数据中确定管沟区域的空间轮廓。如此，可以通过测量空间轮廓的体积，得到管沟区域的土石方量。
由于只需测量人员选中待测管沟区域两端的各一个位置，就可以自动完成该管沟区域的土石方量的测量，因此，无需测量人员手动选中管沟区域大量的边界点，极大的提高了测量效率，降低了测量成本。同时，还可以避免每个人选中的边界点不同所带来的测量误差，极大的提高了测量准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种管沟土石方量的测量方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例提供的一种截面轮廓线及关联点示意图；
图3为本发明实施例提供的一种管沟土石方量的测量装置的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如背景技术所描述的，目前，通常由测量人员在测量软件中显示的管沟施工模型中手动圈出需要计算土石方量的管沟区域，即需要将管沟区域的大致轮廓进行圈出，而该大致轮廓需要测量人员在测量软件中选中管沟区域大量的边界点才可得到。当需要计算的土石方量的管沟区域较广时，手动圈出需要计算土石方量的管沟区域耗时久，导致测量效率较低，人工成本也较高。此外，由于每个人圈出的大致轮廓存在误差，因此，基于上述方式测量得到的管沟土石方量的误差也较大。
为了解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种管沟土石方量的测量方法、装置、设备和存储介质。下面首先对本发明实施例所提供的管沟土石方量的测量方法进行介绍。
管沟土石方量的测量方法的执行主体，可以是管沟土石方量的测量装置，该管沟土石方量的测量装置可以是具备数据处理能力的电子设备，例如笔记本电脑或者个人计算机等，本发明实施例不作具体限定。
如图1所示，本发明实施例提供的管沟土石方量的测量方法可以包括以下步骤：
步骤S110、接收对第一位置和第二位置之间的管沟区域的土石方量的测量指令。
在一些实施例中，管沟土石方量的测量装置可以在显示界面中呈现管沟施工现场的三维模型，该三维模型可以采用X-Y-Z三维坐标系，其中，X-Y可以表示施工现场的平面，即长和宽，Z可以表示施工现场的高度。用户可以在三维模型中选中待测量的管沟区域的两侧的各一个位置，即第一位置和第二位置，以触发对第一位置和第二位置之间的管沟区域的土石方量的测量操作。如此，管沟土石方量的测量装置可以接收到对第一位置和第二位置之间的管沟区域的土石方量的测量指令。
需要说明的是，第一位置和第二位置之间的管沟区域，是指三维模型中包括了位于第一位置和第二位置之间的部分管沟的区域，相应的，管沟区域的土石方量是指管沟区域中所包括的那部分管沟的土石方量。
步骤S120、根据管沟的管沟中线的三维坐标信息，以及预先采集的管沟被挖掘前的第一点云数据和管沟被挖掘后的第二点云数据，获取管沟区域中各个截面在挖掘管沟前对应的第一截面轮廓线和挖掘管沟后对应的第二截面轮廓线。
在一些实施例中，管沟区域是个三维立体的区域，管沟区域可以划分为多个截面，每个截面中可以包括所在位置的管沟的横截面。其中，各个截面相互平行，各个截面的总和构成管沟区域。值得一提的是，各个截面的总和构成管沟区域，是指各个截面中应当包括管沟区域两个端部的截面，并且，应当均匀地对管沟区域进行截面的截取。
具体的，截面的截取方向可以设置为与管沟区域中某一段管沟中线相垂直的方向，例如与第一位置处的管沟中线相垂直的方向。
需要说明的是，考虑到计算性能的限制，可以每隔预设尺寸进行截取，例如0.1厘米。该预设尺寸的选取，可以与测量精度相关。如果测量精度较高，可以选取较小的预设尺寸，以提高测量精度。如果测量精度较低，可以选取较大的预设尺寸，以减少数据处理量。
在一些实施例中，管沟中线可以预先在上述三维模型中进行标注得到，例如，可以由测量人员手动标记。相应的，管沟中线的三维坐标信息可以包括三维坐标系中管沟中线上所有点的三维坐标。管沟被挖掘前的第一点云数据和管沟被挖掘后的第二点云数据，可以基于由无人机在管沟被挖掘前对施工现场拍摄的图像数据和管沟被挖掘后对施工现场拍摄的图像数据建模后得到。第一点云数据可以表征施工前的施工现场的地形，第二点云数据可以表征施工后的施工现场的地形，包括且不限于施工现场的管沟、土堆、碎石、坑洼等。
在一些实施例中，截面轮廓线可以由某个截面与点云数据相交处所有的点依次连接得到的曲线，截面轮廓线可以反映该截面所在位置的地形的截面情况，该截面轮廓线可以包括管沟在该位置的截面轮廓。
可选的，以各个截面中的任意一个截面，即目标截面为例，对获取截面轮廓线的处理进行介绍，相应的，步骤S120的具体处理可以如下：根据第一位置和第二位置的三维坐标信息，以及管沟中线的三维坐标信息，确定第一位置和第二位置之间的管沟中线线段；构建管沟中线线段中每个采样点对应的截面；将第一点云数据中处于目标截面的点依次相连，得到目标截面对应的第一截面轮廓线；将第二点云数据中处于目标截面的点依次相连，得到目标截面对应的第二截面轮廓线。
在一些实施例中，在接收到对第一位置和第二位置之间的管沟区域的土石方量的测量指令后，管沟土石方量的测量装置可以根据第一位置、第二位置以及管沟中线的三维坐标信息，确定出第一位置和第二位置之间的管沟中线线段。具体的，可以基于第一位置和管沟中线的三维坐标信息，将第一位置与整个管沟中线最近的点确定为管沟中线线段的一个端点，相应的，可以将第二位置与整个管沟中线最近的点确定为管沟中线线段的另一个端点。
在一些实施例中，在确定第一位置和第二位置之间的管沟中线线段后，可以按照管沟中线线段中每个采样点为单位，构建每个采样点对应的截面。具体的，可以按照上述介绍的预设尺寸，每隔预设尺寸，在管沟中线线段中选取采样点，然后构建相应的截面。
在一些实施例中，以目标截面为例，可以将目标截面分别与第一点云数据和第二点云数据相交，之后，可以从相应点云数据中提取目标截面上所包含的点云数据中的所有点，然后将这些点按顺序相连，从而可以得到目标截面对应的截面轮廓线，其中，从第一点云数据中提取的点构成的截面轮廓线可以称为第一截面轮廓线，从第二点云数据中提取的点构成的截面轮廓线可以称为第二截面轮廓线。
步骤S130、根据每个截面对应的第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各组关联点的高度差，确定相应截面中的管沟上底边界。
在一些实施例中，关联点可以是第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中相互对应的点，如图2所示，图2中采用平面坐标系，横轴和纵轴的单位均为米，某一截面对应的第一截面轮廓线如21所示，其对应的第二截面轮廓线如22所示，其中，点211和点221为一组关联点，点212和点222为一组关联点。
在一些实施例中，由于第二截面轮廓线为管沟区域中截面在挖掘管沟后对应的截面轮廓线，因此，第二截面轮廓线包含截面中管沟的截面轮廓。又由于第一截面轮廓线表示管沟区域中截面在挖掘管沟后对应的截面轮廓线，因此，可以根据第二截面轮廓线和第一截面轮廓线的差异，确定出截面中管沟的截面轮廓，进而可以根据该截面轮廓，得到截面中的管沟上底边界。
再次参见图2，某一截面对应的第一截面轮廓线21为一条高度值稳定的曲线，其对应的第二截面轮廓线22呈倒梯形，使用第一截面轮廓线21各点的高程减去第二截面轮廓线22对应点的高程，可发现管沟区域的高度差为正且呈高度差数值先变大然后稳定之后再变小的趋势，据此可确定出管沟上底的起始位置和终止位置，从而可以得到管沟上底边界。
可选的，上述根据每个截面对应的第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各关联点的高度差，确定相应截面中的管沟上底边界的处理，具体可以如下：获取目标截面对应的第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各关联点的高度差；在目标截面对应的第一截面轮廓线中确定第三位置和第四位置；第三位置和第四位置之间各点对应的高度差均大于第一预设阈值，与第三位置最接近且远离第四位置的预设数量的点所对应的高度差均小于第一预设阈值，与第四位置最接近且远离第三位置的预设数量的点所对应的高度差均小于第一预设阈值；将第三位置和第四位置之间的线段确定为目标截面对应的管沟上底边界。
在一些实施例中，施工场地中的截面形状通常为一倒梯形，倒梯形以外的部分，尤其是接近管沟边缘的部分通常为平地，因此，可以认为倒梯形中的各对应点的高度差均大于第一预设阈值，例如0.2米，倒梯形以外最接近的一些对应点的高度差均小于第一预设阈值，因此，可以利用第一预设阈值以及倒梯形以外最接近的一些对应点的高度差，确定出管沟区域。
具体的，可以通过下述方式，在第二截面轮廓线中确定出管沟上底边界的两个边缘位置，即第三位置和四位置，该方式如下：第三位置和第四位置之间各点对应的高度差均大于第一预设阈值，与第三位置最接近且远离第四位置的预设数量的点所对应的高度差均小于第一预设阈值，与第四位置最接近且远离第三位置的预设数量的点所对应的高度差均小于第一预设阈值；将第三位置和第四位置之间的线段确定为目标截面对应的管沟上底边界。
步骤S140、根据每个截面中的管沟上底边界，在第二点云数据中确定管沟区域的空间轮廓。
在一些实施例中，在确定出个截面中的管沟上底边界后，可以认为管沟上底边界以下的部分第二截面轮廓线即为该截面中的管沟轮廓。如此，根据每个截面的管沟轮廓，可以得到管沟区域的空间轮廓。
可选的，上述根据每个截面中的管沟上底边界，在第二点云数据中确定管沟区域的空间轮廓的处理，具体可以如下：提取由目标截面对应的第一截面轮廓线和管沟上底边界所构成的图形中处于闭合的图形部分；按照采样点在管沟中线线段中的排列顺序，依次将每个采样点对应的截面所关联的处于闭合的图形部分进行连接，得到管沟区域的空间轮廓。
在一些实施例中，考虑到管沟上底边界以下的部分第二截面轮廓线为一闭合图形，因此，可以将由目标截面对应的第一截面轮廓线和管沟上底边界所构成的图形中处于闭合的图形部分进行提取，提取出的处于闭合的图形部分，即为目标截面的管沟轮廓。之后，可以按照采样点在管沟中线线段中的排列顺序，依次将每个采样点对应的截面所关联的处于闭合的图形部分进行连接，得到管沟区域的空间轮廓。具体的，得到的空间轮廓，可以是能够涵盖所有得处于闭合的图形部分的轮廓中的最小轮廓。
步骤S150、测量空间轮廓的体积，并将体积作为管沟区域的土石方量。
在一些实施例中，上述得到的空间轮廓实际为管沟区域的体积，而管沟区域的体积也即是管沟区域的土石方量。如此，可以测量得到用户在三维模型中选中的待测量的管沟区域的土石方量。
值得一提的是，考虑到一条管沟附近可能存在其他管沟，且管沟的宽度通常小于一定宽度，因此，为了避免其他管沟的干扰，可以将第一点云数据和第二点云数据，限定为管沟和管沟附近的一部分区域所对应的特定点云数据，以宽10米的管沟为例，该特定点云数据可以是管沟中线附近8米或10米的区域。具体的，可以通过如下方式限定出该特定点云数据，即：第一点云数据中的任意点与管沟中线的最小距离均小于第二预设阈值；第二点云数据中的任意点与管沟中线的最小距离均小于第二预设阈值，第二预设阈值可以为8米或者10米，这里不作为其的具体限定。
在本发明实施例中，可以接收用户对第一位置和第二位置之间的管沟区域的土石方量的测量指令，然后可以根据管沟中线的三维坐标信息，以及预先采集的管沟被挖掘前的第一点云数据和管沟被挖掘后的第二点云数据，获取管沟区域中各个截面在挖掘管沟前对应的第一截面轮廓线和挖掘管沟后对应的第二截面轮廓线。之后，可以第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各组关联点的高度差，确定相应截面中的管沟上底边界，进而可以根据每个截面中的管沟上底边界，在第二点云数据中确定管沟区域的空间轮廓。如此，可以通过测量空间轮廓的体积，得到管沟区域的土石方量。
由于只需测量人员选中待测管沟区域两端的各一个位置，就可以自动完成该管沟区域的土石方量的测量，因此，无需测量人员手动选中管沟区域大量的边界点，极大的提高了测量效率，降低了测量成本。同时，还可以避免每个人选中的边界点不同所带来的测量误差，极大的提高了测量准确度。
基于上述实施例提供的管沟土石方量的测量方法，相应地，本发明还提供了应用于该管沟土石方量的测量方法的管沟土石方量的测量装置的具体实现方式。请参见以下实施例。
如图3所示，提供了一种管沟土石方量的测量装置，该装置包括：
接收模块310，用于接收对第一位置和第二位置之间的管沟区域的土石方量的测量指令；
获取模块320，用于根据管沟的管沟中线的三维坐标信息，以及预先采集的管沟被挖掘前的第一点云数据和管沟被挖掘后的第二点云数据，获取管沟区域中各个截面在挖掘管沟前对应的第一截面轮廓线和挖掘管沟后对应的第二截面轮廓线；各个截面相互平行，各个截面的总和构成管沟区域；
第一确定模块330，用于根据每个截面对应的第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各组关联点的高度差，确定相应截面中的管沟上底边界；
第二确定模块340，用于根据每个截面中的管沟上底边界，在第二点云数据中确定管沟区域的空间轮廓；
测量模块350，用于测量空间轮廓的体积，并将体积作为管沟区域的土石方量。
可选的，获取模块还用于：
根据第一位置和第二位置的三维坐标信息，以及管沟中线的三维坐标信息，确定第一位置和第二位置之间的管沟中线线段；
构建管沟中线线段中每个采样点对应的截面；
将第一点云数据中处于目标截面的点依次相连，得到目标截面对应的第一截面轮廓线；将第二点云数据中处于目标截面的点依次相连，得到目标截面对应的第二截面轮廓线；目标截面为各个截面中的任意一个截面。
可选的，第一确定模块还用于：
获取目标截面对应的第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各关联点的高度差；
在目标截面对应的第一截面轮廓线中确定第三位置和第四位置；第三位置和第四位置之间各点对应的高度差均大于第一预设阈值，与第三位置最接近且远离第四位置的预设数量的点所对应的高度差均小于第一预设阈值，与第四位置最接近且远离第三位置的预设数量的点所对应的高度差均小于第一预设阈值；
将第三位置和第四位置之间的线段确定为目标截面对应的管沟上底边界。
可选的，第二确定模块还用于：
提取由目标截面对应的第一截面轮廓线和管沟上底边界所构成的图形中处于闭合的图形部分；
按照采样点在管沟中线线段中的排列顺序，依次将每个采样点对应的截面所关联的处于闭合的图形部分进行连接，得到管沟区域的空间轮廓。
可选的，第一点云数据中的任意点与管沟中线的最小距离均小于第二预设阈值；第二点云数据中的任意点与管沟中线的最小距离均小于第二预设阈值。
在本发明实施例中，可以接收用户对第一位置和第二位置之间的管沟区域的土石方量的测量指令，然后可以根据管沟中线的三维坐标信息，以及预先采集的管沟被挖掘前的第一点云数据和管沟被挖掘后的第二点云数据，获取管沟区域中各个截面在挖掘管沟前对应的第一截面轮廓线和挖掘管沟后对应的第二截面轮廓线。之后，可以第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各组关联点的高度差，确定相应截面中的管沟上底边界，进而可以根据每个截面中的管沟上底边界，在第二点云数据中确定管沟区域的空间轮廓。如此，可以通过测量空间轮廓的体积，得到管沟区域的土石方量。
由于只需测量人员选中待测管沟区域两端的各一个位置，就可以自动完成该管沟区域的土石方量的测量，因此，无需测量人员手动选中管沟区域大量的边界点，极大的提高了测量效率，降低了测量成本。同时，还可以避免每个人选中的边界点不同所带来的测量误差，极大的提高了测量准确度。
图4是本发明一实施例提供的电子设备的示意图。如图4所示，该实施例的电子设备4包括：处理器40、存储器41以及存储在所述存储器41中并可在所述处理器40上运行的计算机程序42。所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各个管沟土石方量的测量方法实施例中的步骤。或者，所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，所述计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器41中，并由所述处理器40执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序42在所述电子设备4中的执行过程。例如，所述计算机程序42可以被分割成接收模块、获取模块、第一确定模块、第二确定模块、测量模块，各模块具体功能如下：
接收模块，用于接收对第一位置和第二位置之间的管沟区域的土石方量的测量指令；
获取模块，用于根据管沟的管沟中线的三维坐标信息，以及预先采集的管沟被挖掘前的第一点云数据和管沟被挖掘后的第二点云数据，获取管沟区域中各个截面在挖掘管沟前对应的第一截面轮廓线和挖掘管沟后对应的第二截面轮廓线；各个截面相互平行，各个截面的总和构成管沟区域；
第一确定模块，用于根据每个截面对应的第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各组关联点的高度差，确定相应截面中的管沟上底边界；
第二确定模块，用于根据每个截面中的管沟上底边界，在第二点云数据中确定管沟区域的空间轮廓；
测量模块，用于测量空间轮廓的体积，并将体积作为管沟区域的土石方量。
所述电子设备4可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述电子设备可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是电子设备4的示例，并不构成对电子设备4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述电子设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器40可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器41可以是所述电子设备4的内部存储单元，例如电子设备4的硬盘或内存。所述存储器41也可以是所述电子设备4的外部存储设备，例如所述电子设备4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器41还可以既包括所述电子设备4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器41用于存储所述计算机程序以及所述电子设备所需的其他程序和数据。所述存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种管沟土石方量的测量方法，其特征在于，包括：
接收对第一位置和第二位置之间的管沟区域的土石方量的测量指令；
根据所述管沟的管沟中线的三维坐标信息，以及预先采集的所述管沟被挖掘前的第一点云数据和所述管沟被挖掘后的第二点云数据，获取所述管沟区域中各个截面在挖掘管沟前对应的第一截面轮廓线和挖掘管沟后对应的第二截面轮廓线；所述各个截面相互平行，所述各个截面的总和构成所述管沟区域；
根据每个截面对应的第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各组关联点的高度差，确定相应截面中的管沟上底边界；
根据每个截面中的管沟上底边界，在所述第二点云数据中确定所述管沟区域的空间轮廓；
测量所述空间轮廓的体积，并将所述体积作为所述管沟区域的土石方量。
2.如权利要求1所述的管沟土石方量的测量方法，其特征在于，所述根据所述管沟的管沟中线的三维坐标信息，以及预先采集的所述管沟被挖掘前的第一点云数据和所述管沟被挖掘后的第二点云数据，获取所述管沟在所述管沟区域内各个截面挖掘前对应的第一截面轮廓线和挖掘后对应的第二截面轮廓线，包括：
根据所述第一位置和所述第二位置的三维坐标信息，以及所述管沟中线的三维坐标信息，确定所述第一位置和所述第二位置之间的管沟中线线段；
构建所述管沟中线线段中每个采样点对应的截面；
将所述第一点云数据中处于目标截面的点依次相连，得到所述目标截面对应的第一截面轮廓线；将所述第二点云数据中处于所述目标截面的点依次相连，得到所述目标截面对应的第二截面轮廓线；所述目标截面为所述各个截面中的任意一个截面。
3.如权利要求2所述的管沟土石方量的测量方法，其特征在于，所述根据每个截面对应的第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各关联点的高度差，确定相应截面中的管沟上底边界，包括：
获取所述目标截面对应的第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各关联点的高度差；
在所述目标截面对应的第一截面轮廓线中确定第三位置和第四位置；所述第三位置和所述第四位置之间各点对应的高度差均大于第一预设阈值，与所述第三位置最接近且远离所述第四位置的预设数量的点所对应的高度差均小于第一预设阈值，与所述第四位置最接近且远离所述第三位置的预设数量的点所对应的高度差均小于第一预设阈值；
将所述第三位置和所述第四位置之间的线段确定为所述目标截面对应的管沟上底边界。
4.如权利要求3所述的管沟土石方量的测量方法，其特征在于，所述根据每个截面中的管沟上底边界，在所述第二点云数据中确定所述管沟区域的空间轮廓，包括：
提取由所述目标截面对应的第一截面轮廓线和管沟上底边界所构成的图形中处于闭合的图形部分；
按照所述采样点在所述管沟中线线段中的排列顺序，依次将每个采样点对应的截面所关联的处于闭合的图形部分进行连接，得到所述管沟区域的空间轮廓。
5.如权利要求1所述的管沟土石方量的测量方法，其特征在于，所述第一点云数据中的任意点与所述管沟中线的最小距离均小于第二预设阈值；
所述第二点云数据中的任意点与所述管沟中线的最小距离均小于所述第二预设阈值。
6.一种管沟土石方量的测量装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收对第一位置和第二位置之间的管沟区域的土石方量的测量指令；
获取模块，用于根据所述管沟的管沟中线的三维坐标信息，以及预先采集的所述管沟被挖掘前的第一点云数据和所述管沟被挖掘后的第二点云数据，获取所述管沟区域中各个截面在挖掘管沟前对应的第一截面轮廓线和挖掘管沟后对应的第二截面轮廓线；所述各个截面相互平行，所述各个截面的总和构成所述管沟区域；
第一确定模块，用于根据每个截面对应的第一截面轮廓线和第二截面轮廓线中各组关联点的高度差，确定相应截面中的管沟上底边界；
第二确定模块，用于根据每个截面中的管沟上底边界，在所述第二点云数据中确定所述管沟区域的空间轮廓；
测量模块，用于测量所述空间轮廓的体积，并将所述体积作为所述管沟区域的土石方量。
7.如权利要求6所述的管沟土石方量的测量装置，其特征在于，所述获取模块，还用于：
根据所述第一位置和所述第二位置的三维坐标信息，以及所述管沟中线的三维坐标信息，确定所述第一位置和所述第二位置之间的管沟中线线段；
构建所述管沟中线线段中每个采样点对应的截面；
将所述第一点云数据中处于目标截面的点依次相连，得到所述目标截面对应的第一截面轮廓线；将所述第二点云数据中处于所述目标截面的点依次相连，得到所述目标截面对应的第二截面轮廓线；所述目标截面为所述各个截面中的任意一个截面。
8.如权利要求6所述的管沟土石方量的测量装置，其特征在于，所述第一点云数据中的任意点与所述管沟中线的最小距离均小于第二预设阈值；
所述第二点云数据中的任意点与所述管沟中线的最小距离均小于所述第二预设阈值。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
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