1.一种基于三维激光扫描的碎石颗粒表面粗糙度测量方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:利用三维激光扫描仪对碎石颗粒进行扫描,获取碎石颗粒表面的三维点云数据,并对三维点云数据进行预处理,得到碎石点云模型;
S2:获取预处理后三维点云数据对应的均值平方根曲率;
S3:对碎石点云模型进行平滑处理,得到平滑处理后三维点云数据对应的均值平方根曲率;
S4:根据预处理后三维点云数据对应的均值平方根曲率和平滑处理后三维点云数据对应的均值平方根曲率,确定碎石颗粒表面粗糙度;
所述步骤S2包括以下子步骤:
S21:获取预处理后三维点云数据中各个点云对应的最小法曲率kmin和最大法曲率kmax;
S22:根据各个点云对应的最小法曲率kmin和最大法曲率kmax计算预处理后三维点云数据对应的均值平方根曲率krms;
所述步骤S21中,确定各个点云对应的最小法曲率kmin和最大法曲率kmax的方法为:利用各个点云的KD树确定若干个近邻点,分别计算若干个近邻点的法截线曲率,将其最大值和最小值分别作为各个点云对应的最大法曲率kmax和最小法曲率kmin;
第i个近邻点的法截线曲率ki的计算公式为:
其中,β表示利用三维点云数据的法向量和切平面构建的三维直角坐标系中第i个近邻点法向量和该点云法向量的夹角,p表示三维直角坐标系的原点,qi表示第i个近邻点在三维直角坐标系中的坐标,|pqi|表示三维直角坐标系的原点和第i个近邻点的欧式距离,α表示第i个近邻点法向量和原点的夹角;
所述步骤S22中,预处理后三维点云数据对应的均值平方根曲率krms的计算公式为:;
所述步骤S3中,进行平滑处理的具体方法为:利用Taubin滤波平滑处理方法对预处理后三维点云数据进行平滑迭代,直至三维点云数据中当前迭代平滑后的均值平方根曲率与上一次迭代平滑后的均值平方根曲率的差值小于设定阈值,并将当前迭代平滑后的均值平方根曲率作为平滑处理后三维点云数据对应的均值平方根曲率 ;
所述步骤S4中,碎石颗粒表面粗糙度TI计算公式为:
其中,krms表示预处理后三维点云数据对应的均值平方根曲率, 表示平滑处理后三维点云数据对应的均值平方根曲率,n表示碎石点云模型中所有点云数量。
2.根据权利要求1所述的基于三维激光扫描的碎石颗粒表面粗糙度测量方法,其特征在于,所述步骤S1中,对三维点云数据进行预处理的方法为:删除离群点云、填补缺失点云和重构碎石颗粒表面三角面片网格。