当前位置:主页 > 科技论文 > 自动化论文 >

融合Kinect点云与光学影像数据的室内三维建模

发布时间:2018-01-29 00:09

  本文关键词: Kinect Agisoft Photoscan软件 数据融合 三维建模 出处:《中国地质大学(北京)》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:Kinect是微软推出的融合彩色相机与深度相机的传感器,最初应用于体感游戏中。Kinect在获取彩色影像的同时也能获取三维激光点云数据,相比传统的三维激光扫描仪,具有价格低廉,操作简便等特点,因此被研究者广泛的应用到了小场景的三维建模工作中。但与此同时,Kinect也具有其不可避免的缺点,其采集数据时深度感应范围有限,并且反射值高的部位无法得到点云,对于点云的拼接工作量大,传统的点云拼接算法无法有效的应用到Kinect获取的点云数据中。本文是在融合了Kinect点云与光学影像数据的基础上进行的室内三维场景的建模。首先利用Agisoft Photoscan软件对Kinect获得的彩色光学影像进行处理从而获得大量三维点,将其与拼接完成后的Kinect点云进行融合,经过融合后的点云质量有明显改善,弥补了Kinect点云缺失严重的现象。然后分别针对室内场景中不同的对象利用不同的方法对融合后的点云数据进行分割等处理,并通过“孔洞算法”提取其边界点,最终将边界点进行规则化拟合处理从而完成室内三维场景模型。本文的主要工作和创新点包括:1.搭建Kinect for windows2.0平台,采集室内场景的彩色影像及点云数据,并且通过Agisoft Photoscan软件将彩色影像转换成点云数据2.提出了融合Kinect和Photoscan点云数据的方法,提高点云精度,为室内三维场景建模提供数据支持3.分别采用RANSAC和区域面生长法对融合后的点云数据进行分割,分析比较了两种算法的优缺点4.研究了基于点云对室内三维场景中不同物体通过不同方法进行几何建模的方法,并对线框模型进行纹理建模。实验结果表明,本文所提出的融合Kinect点云和光学影像数据进行室内建模的方法,能够提供质量较高的三维点云数据并且能得到较好的室内三维模型,与传统设备相比不仅降低了三维建模的费用还提高了建模的自动化程度。
[Abstract]:Kinect, a sensor from Microsoft that combines color cameras with depth cameras, was originally used in somatosensory games to capture color images as well as 3D laser point cloud data. Compared with the traditional 3D laser scanner, it has the characteristics of low cost and easy operation, so it has been widely used in the 3D modeling of small scenes, but at the same time. Kinect also has its inevitable shortcomings, its depth sensing range is limited when collecting data, and the point cloud can not be obtained in the part with high reflection value. The traditional point cloud mosaic algorithm can not be effectively applied to the point cloud data obtained by Kinect. This paper is based on the fusion of Kinect point cloud and optical image data to model the indoor 3D scene. First use Agisoft. The color optical image obtained by Kinect is processed by Photoscan software to obtain a large number of 3D points. After fusion with the Kinect point cloud after splicing, the quality of the point cloud is improved obviously. It makes up for the serious lack of point cloud in Kinect. Then it uses different methods to segment the fused point cloud data for different objects in the indoor scene. The boundary points are extracted by "hole algorithm". Finally, the boundary points are regularized to complete the indoor 3D scene model. The main work and innovation of this paper include: 1. Build the Kinect for windows2.0 platform. Collect indoor scene color image and point cloud data. And the color image is transformed into point cloud data by Agisoft Photoscan software. 2. The method of merging Kinect and Photoscan point cloud data is proposed. Improve the accuracy of point cloud, provide data support for indoor 3D scene modeling. RANSAC and area surface growth method are used to segment the fused point cloud data. 3. The advantages and disadvantages of the two algorithms are analyzed and compared. 4. The geometric modeling method of different objects in indoor 3D scene based on point cloud is studied, and the texture modeling of the wireframe model is carried out. The experimental results show that. The method of integrating Kinect point cloud and optical image data for indoor modeling can provide high quality 3D point cloud data and obtain better indoor 3D model. Compared with traditional equipment, it not only reduces the cost of 3D modeling, but also improves the automation of modeling.
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP212;TP391.41

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 梁新合;宋志真;;改进的点云精确匹配技术[J];装备制造技术;2008年03期

2 叶爱芬;龚声蓉;王朝晖;刘纯平;;基于随机分布估计的点云密度提取[J];计算机工程;2009年04期

3 梁新合;梁晋;郭成;曹巨明;;法向约束的多幅点云数据融合算法[J];西安交通大学学报;2009年05期

4 孟凡文;吴禄慎;;用继承与优化算法精密拼接无序点云[J];光学精密工程;2009年04期

5 李海亮;邓非;李刚;;摄影测量激光点云空洞修补[J];测绘科学;2010年05期

6 张晶;杨云生;丰少伟;;基于点云法矢变化的点云简化方法研究[J];计算机与数字工程;2011年12期

7 李晓久;景晓宁;;基于非接触式测量的人体点云简化方法[J];纺织学报;2012年07期

8 高恩阳;郑昊鸿;;点云数据滤波方法综述[J];科技资讯;2012年33期

9 范然;金小刚;;大规模点云选择及精简[J];图学学报;2013年03期

10 李伟;李旭东;赵慧洁;张颖;;基于姿态标准化的线特征点云提取方法[J];北京航空航天大学学报;2013年08期

相关会议论文 前10条

1 李文涛;韦群;杨海龙;;基于图像的点云生成和预处理[A];2011年全国通信安全学术会议论文集[C];2011年

2 蔡来良;李儒;;点云数据处理算法与实现初步研究[A];第四届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2012年

3 马国庆;陶萍萍;杨周旺;;点云空间曲线的微分信息计算及匹配方法[A];第四届全国几何设计与计算学术会议论文集[C];2009年

4 江倩殷;刘忠途;李熙莹;;一种有效的点云精简算法[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年

5 解辉;张爱武;孟宪刚;;机载激光点云快速绘制方法[A];第二十五届全国空间探测学术研讨会摘要集[C];2012年

6 李凯;张爱武;;基于激光点云的粮仓储粮数量测量方法[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年

7 朱晓强;余烨;刘晓平;袁晓辉;Bill P.Buckles;;基于航拍图像和LiDAR点云的城市道路提取[A];全国第19届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2008年

8 刘虎;;基于线性八叉树的点云简化与特征提取研究[A];促进科技经济结合,服务创新驱动发展——蚌埠市科协2012年度学术年会论文集[C];2012年

9 李滨;王佳;;基于点云的建筑测绘信息提取[A];第四届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2012年

10 杨雪春;;反求工程建模中点云切片技术研究[A];全国先进制造技术高层论坛暨第八届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2009年

相关重要报纸文章 前2条

1 曹裕华 高化猛 江鸿宾;激光点云 亦真亦幻[N];解放军报;2013年

2 中国工程院院士 刘先林;四维远见的装备创新[N];中国测绘报;2012年

相关博士学位论文 前10条

1 彭检贵;融合点云与高分辨率影像的城区道路提取与表面重建研究[D];武汉大学;2012年

2 刘涌;基于连续序列自动快速拼接的全方位三维测量技术研究[D];西南交通大学;2013年

3 赖祖龙;基于LiDAR点云与影像的海岸线提取和地物分类研究[D];武汉大学;2013年

4 王瑞岩;计算机视觉中相机标定及点云配准技术研究[D];西安电子科技大学;2015年

5 段敏燕;机载激光雷达点云电力线三维重建方法研究[D];武汉大学;2015年

6 李艳红;车载移动测量系统数据配准与分类识别关键技术研究[D];武汉大学;2014年

7 崔婷婷;结合车载点云和全景影像的建筑物立面重建[D];武汉大学;2015年

8 戴玉成;基于UAV倾斜影像匹配点云的城市建筑物信息提取方法研究[D];中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所);2017年

9 龚珍;地面三维激光扫描点云场景重建方法研究[D];中国地质大学;2017年

10 韩峰;基于点云信息的既有铁路状态检测与评估技术研究[D];西南交通大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 龚硕然;基于Delaunay三角剖分的点云三维网格重构[D];河北大学;2015年

2 杨红粉;频域技术应用于点云配准研究[D];北京建筑大学;2015年

3 段红娟;点云图像交互式曲线骨架提取技术及其应用[D];西南交通大学;2015年

4 张永恒;散乱点云数据配准方法研究[D];长安大学;2015年

5 吴爱;面向特征拟合的点云简化方法研究[D];中国地质大学(北京);2015年

6 薛广顺;基于立体视觉的牛体点云获取方法研究与实现[D];西北农林科技大学;2015年

7 胡诚;精度约束下地表LiDAR点云抽稀方法研究[D];西南交通大学;2015年

8 余明;三维离散点云数据处理技术研究[D];南京理工大学;2015年

9 陈星宇;基于三维彩色点云的地形分类方法研究[D];南京理工大学;2015年

10 朱东方;基于复杂拓扑结构点云的曲线拟合研究与应用[D];山东大学;2015年



本文编号:1471943

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/1471943.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户09375***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com