系统主要功能模块概述

岩体对象的点云采集工作可以是单站完成的，也可以是多站配准完成的，因此，岩体点云数据的精确配准工作相对独立，本书第3章已用Matlab实现了相关算法并进行了实验对比分析，故在本原型系统中不再重复体现。根据具体工作的需求分析和本书研究的主要内容，原型系统将岩体结构面的高效、准确提取作为本系统的主要功能进行实现。系统分为点云数据管理模块、点云数据处理模块、UI模块，每个模块下面又分成多个子模块，原型系统的主要功能设计如图5-1所示。

图5-1　原型系统功能设计图

点云数据管理模块：系统中PCIO类负责点云数据的读写，目前为了保留原始数据中点和点的拓扑关系，只支持*.PTX数据格式的输入。PCIO类与PCOCTree2Matrix类一起负责*.PTX数据的读取以及四叉树-八叉树联合索引的构建与存储。根据本书第3章提出的数据结构和组织方式，构建整个岩体点云数据的空间索引，以便于下一步的点云法向量估算和实时数据的动态调度。(www.xing528.com)

点云数据处理模块：该模块主要是各种点云数据处理算法的实现，包含基本的点云数据结构以及数据处理，主要包括PCNormalEstimate类、PCCluster-Computer类、PCImpovedRANSAC类，这些类通过综合使用法向量统计计算、区域增长聚类分组策略和SEQ-NV-RANSAC结构面准确提取等步骤完成岩体结构面的提取工作。其中，PCNormalEstimate类负责对法向量进行统计计算，PCClusterComputer类负责法向量区域增长聚类分组，PCImpovedRANSAC类负责SEQ-NV-RANSAC的平面计算。该模块是本系统的核心模块，并通过PCIO类以及UI模块来进行支撑，共同完成从激光扫描点云中准确提取岩体结构面的工作。

UI模块：主要负责点云的显示渲染、用户的交互操作、点云的简单编辑和数据处理结果的可视化等工作，该模块通过点云数据管理模块来实时动态调度点云数据进行渲染，同时根据用户的交互操作来实时变换点云，并对用户的数据操作提供UI部件和操作结果显示，便于用户对整个数据处理流程中的分步骤进行控制。