基于Hough变换的建筑物点云数据特征提取及三维建模
发布时间：2020-12-07 14:58
机载激光雷达系统是一种能够快速获取地面真实三维数据的高新技术。建筑物是城市标志性的地标之一,它的识别、提取和信息更新对城市动态变化的研究、城市建设、三维数据分析起着至关重要的作用。从机载激光雷达中提取建筑物特征信息是城市规划、数字城市、城市建设等工作的重要环节,如何高效地提取机载LiDAR点云数据中的建筑物信息成为一个研究的热点。近年来,研究者大多数都是通过半自动化的方式获取点云数据中的建筑物特征信息,但该建筑物特征信息提取方法的局限性比较大,应用范围较小。本文重点研究点云数据建筑物的特征信息提取以及三维建模技术,优化了基于Hough变换算法提取建筑物特征信息的方法和建筑物屋顶面片三维重建的过程,并通过多次实验验证了本文方法的可行性及鲁棒性。本文的主要工作和研究结果如下:(1)分析比较了经典点云数据滤波算法,通过对数学形态、坡度、平面/曲面、布料模拟四种滤波算法进行实验分析,得出布料模拟滤波算法具有更好的鲁棒性。(2)优化了基于Hough变换提取建筑物轮廓线算法。通过格网重采样的方法生成DSM深度影像,采用边缘检测算法进行边缘检测及基于高斯核Hough变换线性拟合的方法,在不需要外部辅...
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 机载Li DAR点云数据中建筑物特征提取的研究现状
1.2.2 基于Hough变换的建筑物点云数据特征提取的研究现状
1.2.3 机载Li DAR点云数据的三维建模研究现状
1.3 研究内容与技术路线
1.4 论文结构
2 机载激光雷达技术与数据预处理
2.1 机载激光雷达技术简介
2.1.1 机载激光雷达技术系统
2.1.2 机载激光雷达定位原理
2.2 机载Li DAR点云数据特性
2.2.1 机载Li DAR点云数据特点
2.2.2 机载Li DAR点云数据组成结构
2.3 机载Li DAR点云滤波
2.3.1 基于数学形态学滤波
2.3.2 基于坡度滤波
2.3.3 基于平面/曲面滤波
2.3.4 基于布料滤波算法
2.4 实验及结果分析
2.5 本章小结
3 基于Hough变换的点云数据建筑物轮廓线提取
3.1 建筑物分割及轮廓线提取方法
3.1.1 建筑物分割的方法
3.1.2 建筑物轮廓线提取方法
3.2 Hough变换的建筑物轮廓线提取算法改进
3.2.1 DSM深度影像
3.2.2 轮廓线粗提取
3.2.3 基于高斯核Hough变换轮廓线检测
3.2.4 轮廓线优化
3.2.5 直角约束
3.3 实验及结果分析
3.3.1 实验结果
3.3.2 实验精度检测以及鲁棒性分析
3.4 本章小结
4 基于Hough变换的点云数据建筑物屋顶面片提取
4.1 基于点云数据建筑物屋顶面片的提取方法
4.1.1 基于RANSAC算法的建筑物屋顶面片提取
4.1.2 基于区域增长算法的建筑物屋顶面片提取
4.1.3 基于3D Hough变换算法的建筑物屋顶面提取
4.1.4 几种建筑物屋顶面提取方法比较
4.2 基于Hough变换点云数据建筑屋顶面片提取的算法改进
4.2.1 近似共面样本簇搜寻
4.2.2 三维高斯核参数计算
4.2.3 基于三维高斯核Hough空间聚类投票
4.2.4 Hough空间累加
4.2.5 峰值提取
4.2.6 误差指标评价
4.3 试验及结果分析
4.3.1 试验过程及结果
4.3.2 精度评定及计算时间评价
4.4 本章小结
5 建筑物三维重建
5.1 三维重建的基本方法
5.1.1 模型驱动方法
5.1.2 数据驱动方法
5.2 建筑物屋顶三维重建
5.3 建筑物纹理贴图
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
在攻读学位期间取得科研成果
本文编号：2903459
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 机载Li DAR点云数据中建筑物特征提取的研究现状
1.2.2 基于Hough变换的建筑物点云数据特征提取的研究现状
1.2.3 机载Li DAR点云数据的三维建模研究现状
1.3 研究内容与技术路线
1.4 论文结构
2 机载激光雷达技术与数据预处理
2.1 机载激光雷达技术简介
2.1.1 机载激光雷达技术系统
2.1.2 机载激光雷达定位原理
2.2 机载Li DAR点云数据特性
2.2.1 机载Li DAR点云数据特点
2.2.2 机载Li DAR点云数据组成结构
2.3 机载Li DAR点云滤波
2.3.1 基于数学形态学滤波
2.3.2 基于坡度滤波
2.3.3 基于平面/曲面滤波
2.3.4 基于布料滤波算法
2.4 实验及结果分析
2.5 本章小结
3 基于Hough变换的点云数据建筑物轮廓线提取
3.1 建筑物分割及轮廓线提取方法
3.1.1 建筑物分割的方法
3.1.2 建筑物轮廓线提取方法
3.2 Hough变换的建筑物轮廓线提取算法改进
3.2.1 DSM深度影像
3.2.2 轮廓线粗提取
3.2.3 基于高斯核Hough变换轮廓线检测
3.2.4 轮廓线优化
3.2.5 直角约束
3.3 实验及结果分析
3.3.1 实验结果
3.3.2 实验精度检测以及鲁棒性分析
3.4 本章小结
4 基于Hough变换的点云数据建筑物屋顶面片提取
4.1 基于点云数据建筑物屋顶面片的提取方法
4.1.1 基于RANSAC算法的建筑物屋顶面片提取
4.1.2 基于区域增长算法的建筑物屋顶面片提取
4.1.3 基于3D Hough变换算法的建筑物屋顶面提取
4.1.4 几种建筑物屋顶面提取方法比较
4.2 基于Hough变换点云数据建筑屋顶面片提取的算法改进
4.2.1 近似共面样本簇搜寻
4.2.2 三维高斯核参数计算
4.2.3 基于三维高斯核Hough空间聚类投票
4.2.4 Hough空间累加
4.2.5 峰值提取
4.2.6 误差指标评价
4.3 试验及结果分析
4.3.1 试验过程及结果
4.3.2 精度评定及计算时间评价
4.4 本章小结
5 建筑物三维重建
5.1 三维重建的基本方法
5.1.1 模型驱动方法
5.1.2 数据驱动方法
5.2 建筑物屋顶三维重建
5.3 建筑物纹理贴图
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
在攻读学位期间取得科研成果
本文编号：2903459
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/2903459.html
