基于特征的点云数据与光学影像配准方法研究
发布时间：2021-06-07 03:44
随着多源传感器在测绘领域的普及,使得点云数据及光学影像得到了广泛的应用。点云数据能够提供高精度三维空间信息,但与光学影像相比,其地物表面纹理信息匮乏,在数据处理方面会产生一定的难度。所以如何配准点云与光学影像,建立两种数据之间的映射关系实现优势互补成为人们研究的重点。点云与光学影像在空间维度、数据结构及特征方面有较大的区别,所以两者的配准较为困难。现有的多数配准方法,其算法较为复杂,适应范围具有局限性;基于点云深度图的配准方法在两者配准中具有较好的适用性,但点云深度图和光学影像差异较大,难以配准。针对上述问题,本文对点云数据和光学影像的配准方法展开研究,基于改进RIFT特征算法实现点云数据和光学影像的间接配准,并对影像外方位元素进行迭代优化以实现两种异源数据的直接配准和点云真彩色映射。主要工作内容如下:（1）在基于特征的配准方案下,针对影像配准局部映射不理想的问题,引入了薄板样条模型代替刚性配准模型对RIFT算法进行改进,实现待配准影像整体和局部上较好的映射变换,正确匹配率CMR相对提高5%左右。（2）基于改进RIFT特征算法实现点云数据和光学影像配准。首先通过针孔成像模型生成点云深度...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
遥作为被动式传感器的强有力补充，利用
机载LiDAR（LightDetectingandRanging）是
西安科技大学硕士学位论文6主要包括云裁剪及滤波处理，实现光学影像的畸变纠正，使用针孔成像模型，考虑距离信息生成深度图影像等。（2）改进RIFT特征算法。从相位一致性模型的构建、特征检测，特征描述等方面对RIFT特征算法进行详细的分析，并针对配准模型问题，利用薄板样条模型对其进行改进，使配准效果更佳。（3）研究一种基于改进RIFT特征算法的点云与光学影像配准方法。根据初始影像的内外方位元素利用针孔成像模型将点云数据转换为深度图影像，然后利用改进RIFT算法，检测点云深度图和光学影像上的角点和边缘点，在此基础上以最邻近距离作为相似性测度，匹配相位图上的角点及边缘点实现点云深度图与光学影像的配准，进而间接实现激光点云与光学影像的配准。（4）研究基于摄影测量空间后方交会原理的影像外方位元素优化问题。在特征点平均距离最小约束条件下，利用间接配准得到的大量同名点，基于空间后方交会法迭代优化影像的外方位素。实现点云数据和光学影像的直接配准，通过配准后将点云映射到光学影像上，实现点云数据的真彩色映射。本文的技术路线图如图1.3所示。图1.3技术路线1.5论文章节安排根据论文的研究内容及目标，论文各章节安排如下：第一章为绪论。介绍激光点云与光学影像配准研究背景意义、数据获取手段的发展及国内外研究现状，最后对论文的研究内容和章节安排介绍。第二章为点云数据和光学影像配准基础问题。在这一章总结配准技术的基本原理，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PCL的3D点云视觉数据预处理[J]. 李朋超,王金涛,宋吉来. 计算机应用. 2019(S2)
[2]基于机载LiDAR属性信息检测离群点云[J]. 李沛婷,赵庆展,田文忠,马永建,陈洪. 石河子大学学报(自然科学版). 2019(06)
[3]三维激光点云的降噪算法对比研究[J]. 鲁冬冬,邹进贵. 测绘通报. 2019(S2)
[4]一种基于线基元的单张影像与点云配准方法[J]. 王建,姚吉利,赵雪莹,赵猛,杨承昆,李彩林. 测绘科学. 2020(02)
[5]基于深度图的影像密集匹配算法的改进[J]. 冯申申,谭海. 测绘与空间地理信息. 2019(06)
[6]一种序列影像和地面激光点云的配准方法[J]. 刘燕萍,程效军,贾东峰,程小龙. 激光杂志. 2017(10)
[7]多视激光点云数据融合与三维建模方法研究[J]. 宋永存. 测绘通报. 2017(05)
[8]激光点云与光学影像配准:现状与趋势[J]. 张靖,江万寿. 地球信息科学学报. 2017(04)
[9]机载雷达超低空多径目标稳健STAP方法[J]. 冯阳,廖桂生,许京伟. 系统工程与电子技术. 2017(07)
[10]使用OpenCL技术的影像快速畸变纠正方法在异构平台上的应用分析[J]. 韦博文,李涛,李广宇,汪致恒,何沐,师悦龄,刘路遥,张瑞. 计算机科学. 2016(S2)
博士论文
[1]多源遥感数据测绘应用关键技术研究[D]. 芮杰.中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所) 2017
[2]沙漠地区机载激光点云和光学影像配准及应用研究[D]. 李娜.武汉大学 2015
[3]基于多种特征的机载激光点云与航空影像配准方法研究[D]. 熊小东.武汉大学 2014
[4]物探飞行模式下的机载LiDAR数据与影像配准研究[D]. 张靖.武汉大学 2011
[5]机载LiDAR点云数据与遥感影像配准的方法研究[D]. 姚春静.武汉大学 2010
硕士论文
[1]基于轨迹数据的路网信息提取及更新研究[D]. 赵智博.西安科技大学 2019
[2]车载激光点云与光学影像的配准算法研究[D]. 张奕戈.武汉大学 2017
[3]基于机载LiDAR点云与影像配准的真彩色点云生成技术[D]. 黄志安.华南理工大学 2017
[4]LiDAR数据与高清航空影像空间自动配准研究[D]. 胡彦君.桂林电子科技大学 2015
[5]机载LiDAR DSM深度影像与航空影像配准方法研究[D]. 王明山.西南交通大学 2013
[6]智能视频监控中物体检测识别算法的研究与应用[D]. 王彩琴.太原理工大学 2012
[7]基于LIDAR点云数据与影像融合的建筑物提取[D]. 潘中华.中国地质大学 2012
[8]基于改进SIFT特征的医学图像非刚性配准算法研究[D]. 吕丹.东北大学 2010
[9]无人机遥感图像内部畸变校正算法及应用研究[D]. 计野.电子科技大学 2010
本文编号：3215781
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
遥作为被动式传感器的强有力补充，利用
机载LiDAR（LightDetectingandRanging）是
西安科技大学硕士学位论文6主要包括云裁剪及滤波处理，实现光学影像的畸变纠正，使用针孔成像模型，考虑距离信息生成深度图影像等。（2）改进RIFT特征算法。从相位一致性模型的构建、特征检测，特征描述等方面对RIFT特征算法进行详细的分析，并针对配准模型问题，利用薄板样条模型对其进行改进，使配准效果更佳。（3）研究一种基于改进RIFT特征算法的点云与光学影像配准方法。根据初始影像的内外方位元素利用针孔成像模型将点云数据转换为深度图影像，然后利用改进RIFT算法，检测点云深度图和光学影像上的角点和边缘点，在此基础上以最邻近距离作为相似性测度，匹配相位图上的角点及边缘点实现点云深度图与光学影像的配准，进而间接实现激光点云与光学影像的配准。（4）研究基于摄影测量空间后方交会原理的影像外方位元素优化问题。在特征点平均距离最小约束条件下，利用间接配准得到的大量同名点，基于空间后方交会法迭代优化影像的外方位素。实现点云数据和光学影像的直接配准，通过配准后将点云映射到光学影像上，实现点云数据的真彩色映射。本文的技术路线图如图1.3所示。图1.3技术路线1.5论文章节安排根据论文的研究内容及目标，论文各章节安排如下：第一章为绪论。介绍激光点云与光学影像配准研究背景意义、数据获取手段的发展及国内外研究现状，最后对论文的研究内容和章节安排介绍。第二章为点云数据和光学影像配准基础问题。在这一章总结配准技术的基本原理，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PCL的3D点云视觉数据预处理[J]. 李朋超,王金涛,宋吉来. 计算机应用. 2019(S2)
[2]基于机载LiDAR属性信息检测离群点云[J]. 李沛婷,赵庆展,田文忠,马永建,陈洪. 石河子大学学报(自然科学版). 2019(06)
[3]三维激光点云的降噪算法对比研究[J]. 鲁冬冬,邹进贵. 测绘通报. 2019(S2)
[4]一种基于线基元的单张影像与点云配准方法[J]. 王建,姚吉利,赵雪莹,赵猛,杨承昆,李彩林. 测绘科学. 2020(02)
[5]基于深度图的影像密集匹配算法的改进[J]. 冯申申,谭海. 测绘与空间地理信息. 2019(06)
[6]一种序列影像和地面激光点云的配准方法[J]. 刘燕萍,程效军,贾东峰,程小龙. 激光杂志. 2017(10)
[7]多视激光点云数据融合与三维建模方法研究[J]. 宋永存. 测绘通报. 2017(05)
[8]激光点云与光学影像配准:现状与趋势[J]. 张靖,江万寿. 地球信息科学学报. 2017(04)
[9]机载雷达超低空多径目标稳健STAP方法[J]. 冯阳,廖桂生,许京伟. 系统工程与电子技术. 2017(07)
[10]使用OpenCL技术的影像快速畸变纠正方法在异构平台上的应用分析[J]. 韦博文,李涛,李广宇,汪致恒,何沐,师悦龄,刘路遥,张瑞. 计算机科学. 2016(S2)
博士论文
[1]多源遥感数据测绘应用关键技术研究[D]. 芮杰.中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所) 2017
[2]沙漠地区机载激光点云和光学影像配准及应用研究[D]. 李娜.武汉大学 2015
[3]基于多种特征的机载激光点云与航空影像配准方法研究[D]. 熊小东.武汉大学 2014
[4]物探飞行模式下的机载LiDAR数据与影像配准研究[D]. 张靖.武汉大学 2011
[5]机载LiDAR点云数据与遥感影像配准的方法研究[D]. 姚春静.武汉大学 2010
硕士论文
[1]基于轨迹数据的路网信息提取及更新研究[D]. 赵智博.西安科技大学 2019
[2]车载激光点云与光学影像的配准算法研究[D]. 张奕戈.武汉大学 2017
[3]基于机载LiDAR点云与影像配准的真彩色点云生成技术[D]. 黄志安.华南理工大学 2017
[4]LiDAR数据与高清航空影像空间自动配准研究[D]. 胡彦君.桂林电子科技大学 2015
[5]机载LiDAR DSM深度影像与航空影像配准方法研究[D]. 王明山.西南交通大学 2013
[6]智能视频监控中物体检测识别算法的研究与应用[D]. 王彩琴.太原理工大学 2012
[7]基于LIDAR点云数据与影像融合的建筑物提取[D]. 潘中华.中国地质大学 2012
[8]基于改进SIFT特征的医学图像非刚性配准算法研究[D]. 吕丹.东北大学 2010
[9]无人机遥感图像内部畸变校正算法及应用研究[D]. 计野.电子科技大学 2010
本文编号：3215781
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