三维激光扫描数据精简、表面重构方法及应用研究
发布时间：2022-01-02 11:33
三维激光扫描技术是近年来兴起的一项新型测量技术,因其具有高效、精确等优点,目前被广泛地应用于测绘、逆向工程等领域。三维激光扫描技术获取的原始点云数据量庞大且存在大量冗余,这些冗余数据会使得点云的利用效率降低,造成点云数据处理及应用管理的不便。另外,通过对点云进行表面重构可以为用户提供目标物的真实三维场景信息。因此,研究点云的精简和表面重构算法对于提高点云的可用性并进行三维可视化具有重要意义。本文重点研究了点云精简及表面重构中的相关算法,并通过编程实现及实验分析,验证本文相关算法的有效性。本文的主要研究内容及成果如下:（1）对散乱点云拓扑关系建立的方法进行了详细阐述,并针对现有点云kmeans聚类方法中存在的收敛较慢,多次聚类结果不统一的问题,首先利用八叉树划分为聚类提供初始聚类中心,然后引入elkan k-means聚类方法减少距离运算。实验表明,本文方法比起经典k-means方法迭代次数更少,运算效率更高,可以较好地实现散乱点云的聚类。（2）为了减少点云精简中特征信息的丢失,提出了一种基于单位法向扩展距离的点云内部特征点提取方法,该方法利用点间单位法向量最大距离与点间距之差作为新的特...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三维激光扫描仪的工作原理
种三维激光激光扫描系统结合了原有两种扫、扫描频率高等特点，适用范围更加广泛平台划分扫描系统搭载平台的不同，可将系统分为4三维激光扫描系统（按搭载平台划分）车载三维激光扫描系统地面三维激光扫描系统图 2-3 按搭载平台分类的三维激光扫描系统Figure 2-3 3D laser scanning system classified by pl光扫描系统以各种飞行器为搭载平台，主要由三维激光惯性导航系统（INS）、成像设备、计算机 所示[84]。
2 三维激光扫描技术与数据预处理三维激光扫描系统的主要工作原理是先利用 GPS 系统获取扫标、利用 INS 系统测定扫描仪的姿态参数；然后在航线方向上镜的左右转动实现对地面目标的扫描测量，获取地面目标的三，利用成像设备或其他传感器获取目标的光学等其他属性信息描系统具有速度快、覆盖范围广等优点，主要适用于 DEM 的市三维模型重建等方面。载三维激光扫描系统扫描系统以汽车作为扫描仪搭载平台，主要由三维激光扫描仪 系统、立体相机、计算机及数据处理软件等构成，如图 2-5 所
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维激光扫描技术的单木参数提取精度研究[J]. 张珊珊,孟园,林文树. 西北林学院学报. 2017(05)
[2]空间栅格动态划分的点云精简方法[J]. 傅思勇,吴禄慎,陈华伟. 光学学报. 2017(11)
[3]三维激光技术在VR建模中高精度速度模拟研究[J]. 张景璐,赵妍,沈冰夏. 激光杂志. 2017(07)
[4]特征提取的点云自适应精简[J]. 刘迎,王朝阳,高楠,张宗华. 光学精密工程. 2017(01)
[5]车载三维激光扫描系统安置参数一站式标定[J]. 王力,李广云,杨新永,王永乐,周阳林,崔谦. 红外与激光工程. 2016(11)
[6]三维激光扫描技术在土石方量测量中的应用[J]. 袁凤祥,秦岩宾,安家瑞. 测绘工程. 2016(09)
[7]保留几何特征的散乱点云简化算法[J]. 张雨禾,耿国华,魏潇然,苏惠明,周明全. 计算机辅助设计与图形学学报. 2016(09)
[8]基于Hausdorff距离的点云分片精简算法[J]. 杨秋翔,杨小青,杜健. 计算机工程与设计. 2016(08)
[9]面向智慧交通的移动激光点云树木分割[J]. 鲍枫,吴若棽. 厦门大学学报(自然科学版). 2017(01)
[10]特征保持点云数据精简[J]. 袁小翠,吴禄慎,陈华伟. 光学精密工程. 2015(09)
博士论文
[1]基于三维激光雷达的无人驾驶车辆环境建模关键技术研究[D]. 刘健.中国科学技术大学 2016
[2]基于地面激光扫描点云数据的三维重建方法研究[D]. 赵煦.武汉大学 2010
[3]基于激光测量的自由曲面数字制造基础技术研究[D]. 李剑.浙江大学 2002
硕士论文
[1]三维激光扫描技术应用于地面建模的精度分析[D]. 田正华.西安科技大学 2015
[2]基于三维散乱点云的网格重构技术研究[D]. 王楠.大连大学 2013
[3]三维激光扫描技术在隧道工程监测中的应用研究[D]. 胡琦佳.西南交通大学 2013
[4]基于曲率特征信息的散乱点云数据预处理技术研究[D]. 葛源坤.西南交通大学 2012
[5]车载激光三维信息采集与数据处理[D]. 王贵宾.首都师范大学 2007
[6]三维激光扫描技术在考古勘探中的应用[D]. 刘江涛.首都师范大学 2007
[7]复杂场景真三维几何表达方法研究[D]. 刘志强.首都师范大学 2005
[8]地面三维激光扫描测量技术研究[D]. 马立广.武汉大学 2005
本文编号：3564100
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三维激光扫描仪的工作原理
种三维激光激光扫描系统结合了原有两种扫、扫描频率高等特点，适用范围更加广泛平台划分扫描系统搭载平台的不同，可将系统分为4三维激光扫描系统（按搭载平台划分）车载三维激光扫描系统地面三维激光扫描系统图 2-3 按搭载平台分类的三维激光扫描系统Figure 2-3 3D laser scanning system classified by pl光扫描系统以各种飞行器为搭载平台，主要由三维激光惯性导航系统（INS）、成像设备、计算机 所示[84]。
2 三维激光扫描技术与数据预处理三维激光扫描系统的主要工作原理是先利用 GPS 系统获取扫标、利用 INS 系统测定扫描仪的姿态参数；然后在航线方向上镜的左右转动实现对地面目标的扫描测量，获取地面目标的三，利用成像设备或其他传感器获取目标的光学等其他属性信息描系统具有速度快、覆盖范围广等优点，主要适用于 DEM 的市三维模型重建等方面。载三维激光扫描系统扫描系统以汽车作为扫描仪搭载平台，主要由三维激光扫描仪 系统、立体相机、计算机及数据处理软件等构成，如图 2-5 所
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维激光扫描技术的单木参数提取精度研究[J]. 张珊珊,孟园,林文树. 西北林学院学报. 2017(05)
[2]空间栅格动态划分的点云精简方法[J]. 傅思勇,吴禄慎,陈华伟. 光学学报. 2017(11)
[3]三维激光技术在VR建模中高精度速度模拟研究[J]. 张景璐,赵妍,沈冰夏. 激光杂志. 2017(07)
[4]特征提取的点云自适应精简[J]. 刘迎,王朝阳,高楠,张宗华. 光学精密工程. 2017(01)
[5]车载三维激光扫描系统安置参数一站式标定[J]. 王力,李广云,杨新永,王永乐,周阳林,崔谦. 红外与激光工程. 2016(11)
[6]三维激光扫描技术在土石方量测量中的应用[J]. 袁凤祥,秦岩宾,安家瑞. 测绘工程. 2016(09)
[7]保留几何特征的散乱点云简化算法[J]. 张雨禾,耿国华,魏潇然,苏惠明,周明全. 计算机辅助设计与图形学学报. 2016(09)
[8]基于Hausdorff距离的点云分片精简算法[J]. 杨秋翔,杨小青,杜健. 计算机工程与设计. 2016(08)
[9]面向智慧交通的移动激光点云树木分割[J]. 鲍枫,吴若棽. 厦门大学学报(自然科学版). 2017(01)
[10]特征保持点云数据精简[J]. 袁小翠,吴禄慎,陈华伟. 光学精密工程. 2015(09)
博士论文
[1]基于三维激光雷达的无人驾驶车辆环境建模关键技术研究[D]. 刘健.中国科学技术大学 2016
[2]基于地面激光扫描点云数据的三维重建方法研究[D]. 赵煦.武汉大学 2010
[3]基于激光测量的自由曲面数字制造基础技术研究[D]. 李剑.浙江大学 2002
硕士论文
[1]三维激光扫描技术应用于地面建模的精度分析[D]. 田正华.西安科技大学 2015
[2]基于三维散乱点云的网格重构技术研究[D]. 王楠.大连大学 2013
[3]三维激光扫描技术在隧道工程监测中的应用研究[D]. 胡琦佳.西南交通大学 2013
[4]基于曲率特征信息的散乱点云数据预处理技术研究[D]. 葛源坤.西南交通大学 2012
[5]车载激光三维信息采集与数据处理[D]. 王贵宾.首都师范大学 2007
[6]三维激光扫描技术在考古勘探中的应用[D]. 刘江涛.首都师范大学 2007
[7]复杂场景真三维几何表达方法研究[D]. 刘志强.首都师范大学 2005
[8]地面三维激光扫描测量技术研究[D]. 马立广.武汉大学 2005
本文编号：3564100
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