建筑物三维激光点云数据配准及建模研究

发布时间：2017-09-02 01:20

  本文关键词：建筑物三维激光点云数据配准及建模研究

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【摘要】：由于我国三维激光扫描技术起步比较晚,所以在国内的发展还处于探索阶段,不论是在理论还是实际应用方面。国内的应用主要还偏向于逆向工程,而三维激光被称为测绘领域的第二次革命,主要是要应用于测绘领域,但由于各种预处理方法和建模形式都比较零散,大多数国外的仪器和软件都是各为一家,而且数据格式之间存在差异,导致三维技术适用面比较窄。本论文就点云配准模块的方法加以综述,对多视点建筑物点云数据的配准予以快速高精度实现,并对配准结果进行精度评定,最后结合实际外业数据进行模型构建。同时论文结合实际案例说明三维技术在各个领域的应用方向和趋势,为建筑物快速建模提供一套更加实用的方案,并探讨了配准算法的改进方向及意义所在。点云数据配准是三维建模非常关键的一个环节,配准精度的高低直接决定了建模精度的高低,也决定了三维技术的发展方向和领域。论文主要完成了以下三项工作:1、对三维激光扫描技术在国内外的发展现状进行总结,并分析了三维激光扫描技术在国内外的前沿应用领域以及趋势。同时论文阐述了地面三维激光扫描点云配准方法,探讨了三维激光扫描技术在实际应用中的误差来源以及对误差进行处理的方法。2、应用ICP配准算法和罗德里格矩阵配准算法,分别对两组扫描的点云数据进行了初始配准和精确配准,并进行精度分析,获得较好的配准效果。同时借助对所使用的Z+F扫描仪和所获得实例数据配准精度的分析,探讨了影响实验点云数据高精度配准的误差所在,并予以解决,并实现高精度点云配准结果。3、采用陕西工院崇文楼和敦煌古塔的三维激光扫描点云数据,分别用不同的方法实现了三维建模工作,即根据线画图建模和直接对点云进行捕捉建模,最后对所建模型进行室外效果渲染,从而完成了地面三维激光扫描点云建模技术从原始数据获取到出结果的整个作业流程。
【关键词】：点云 配准 精度评定 建模 技术融合
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P225.2;TU198
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-12
• 1.2 三维激光扫描技术发展现状12-14
• 1.2.1 国内发展现状12-13
• 1.2.2 国外发展现状13-14
• 1.3 主要研究内容和拟解决的关键技术14-16
• 1.3.1 主要研究内容14-15
• 1.3.2 拟解决的关键技术15-16
• 1.4 论文结构16-17
• 第二章 三维点云数据获取及三维建模流程17-28
• 2.1 三维激光扫描系统及其工作原理17-19
• 2.1.1 三维激光扫描系统概述17
• 2.1.2 三维激光扫描系统分类17-19
• 2.1.3 地面激光扫描仪的测量原理19
• 2.2 三维激光扫描点云数据获取19-24
• 2.2.1 准备工作19-20
• 2.2.2 外业数据采集20-21
• 2.2.3 点云数据处理流程21-24
• 2.3 三维建模概述24-26
• 2.3.1 3D建模分类24-25
• 2.3.2 建模方法概述25
• 2.3.3 建模流程概述25-26
• 2.4 本章小结26-28
• 第三章 建筑物点云配准方法综述及配准误差分析28-41
• 3.1 点云数据28-29
• 3.2 点云数据配准基本原理29-30
• 3.3 点云配准方法综述及分类30-35
• 3.3.1 点云配准方法综述30-34
• 3.3.2 点云配准方法分类34-35
• 3.4 配准误差分析及误差处理方法35-40
• 3.4.1 配准误差分析35
• 3.4.2 仪器误差35-38
• 3.4.3 外界条件及反射面引起的误差38-39
• 3.4.4 配准误差处理方法39-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 建筑物多视点云高精度配准实例41-51
• 4.1 ICP算法和罗德里格矩阵算法基本原理41-43
• 4.2 点云初始配准及实例43-46
• 4.3 点云精确配准及实例46-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 建模与实验结果分析51-62
• 5.1 三维建模软件和应用案例阐述51-54
• 5.2 本论文所涉及建模软件及建模流程实例54-58
• 5.2.1 论文涉及的软件及其所完成的工作54-56
• 5.2.2 建模流程实例分析56-58
• 5.3 论文实验结果分析58-61
• 5.4 本章小结61-62
• 结论与展望62-64
• 全文工作总结62-63
• 进一步研究工作展望63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67

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本文编号：775531