基于点云的室内语义模型自动构建技术
发布时间：2022-01-07 01:23
近年来,城市信息化建设经历了从数字化到智慧化的发展。三维重建技术作为底层技术之一,已广泛的应用于信息化建设的各个方面,如城市规划、室内导航、文物保护、虚拟现实/增强现实等。随着计算机技术、传感器技术的发展,三维点云成为继传统地理产业（GNSS与定位、GIS与空间分析、遥感）后的第四大领域,地理空间信息迎来了从二维到三维,由宏观到微观,由室外到室内的发展,对于建筑物室内空间应用提出了更高的要求。建筑物室内空间深层次应用依托于语义丰富的实体三维模型,这种模型创建主要以人工为主,耗时耗力。近年来,一些软件及方法提高了室内三维建模效率,但是仍需要大量人工干预,自动化程度低。传统的自动化建模方法如泊松曲面重建等一般局限生成三维网格模型。自动语义化三维建模主要面临着点云结构化及建筑规则、语义信息提取等难点,如何自动生成或尽量减少人工编辑以进行建筑物三维建模始终是具有挑战性的一个课题。本文在对前人的工作总结分析的基础上,针对基于点云的室内自动化语义三维建模开展研究,给出一种基于点云的室内语义三维模型自动生成方法。采用由整体到局部的思想,通过逐步分割提取建筑物室内的语义信息、几何信息等,并根据City...
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
a主轴变换前
玫降姆植嘉?咚狗植迹?蚩梢约扑愠鼍嗬肫骄?郸毯捅曜?差σ，比较邻域内点的距离是否满足公式（2.2）,若不满足则视为离群点。·<d_<+·公式（2.2）式中，μ为平均距离、σ为标准差，t为阈值（标准差的倍数）。2.4PCA主轴变换由于不同的因素对数据采集过程的影响会通过误差传播进而影响数据的方向，因此需要纠正数据方向以确保数据准确的定位。如图2.2a在进行方向纠正前，建筑物原始点云数据“向上”方向与重力坐标系Z轴方向有一定夹角，点云表现为一定程度的倾斜。需要将原始点云数据的“上”方向与重力坐标系的Z轴对齐（图2.2b）。图2.2a主轴变换前图2.2b主轴变换后Fig.2.2aBeforetransformationFig.2.2bAftertransformation为实现将整体点云“向上”方向与重力坐标系的Z轴对齐，首先采用主成分分析算法（PrincipalComponentAnalysis，PCA）估计出整体点云的三个主方向，将以三个主方向构成的局部坐标系与重力坐标系统进行对比，估计旋转角度并计算旋转矩阵[53]，完成点云方向纠正。算法原理如下：
a估计Fig.2.3amainandsecondaryd
【参考文献】：
期刊论文
[1]为社会进步服务的测绘高新技术[J]. 刘先林. 测绘科学. 2019(06)
[2]基于激光雷达的同时定位与地图构建方法综述[J]. 危双丰,庞帆,刘振彬,师现杰. 计算机应用研究. 2020(02)
[3]利用点云检测室内导航元素的方法综述[J]. 危双丰,刘明蕾,赵江洪,黄帅. 武汉大学学报(信息科学版). 2018(12)
[4]三维激光扫描点云数据处理研究进展、挑战与趋势[J]. 杨必胜,梁福逊,黄荣刚. 测绘学报. 2017(10)
[5]面向实时定位的室内空间结构分析及制图方法[J]. 闫金金,尚建嘎,余芳文,汤欣怡,周智勇. 武汉大学学报(信息科学版). 2016(08)
[6]基于随机抽样一致性算法的稳健点云平面拟合方法[J]. 李孟迪,蒋胜平,王红平. 测绘科学. 2015(01)
[7]BIM与GIS数据集成:IFC与CityGML建筑几何语义信息互操作技术[J]. 汤圣君,朱庆,赵君峤. 土木建筑工程信息技术. 2014(04)
[8]利用三维激光扫描技术进行建筑物室内外一体建模方法研究[J]. 杨林,盛业华,王波. 测绘通报. 2014(07)
[9]一种面向室内定位的3D建筑模型构建方法[J]. 闫金金,尚建嘎,余芳文,王欣. 计算机应用与软件. 2013(10)
[10]基于3DS MAX的校园三维模型室内外一体化制作[J]. 刘虎,陈汉文. 地理空间信息. 2013(02)
硕士论文
[1]基于CityGML的三维GIS理论方法与实践探究[D]. 邹冬儿.重庆师范大学 2013
[2]基于CityGML的大型建筑室内三维模型研究[D]. 葛广昊.南京师范大学 2011
[3]基于CityGML的三维GIS关键技术研究[D]. 许娇龙.国防科学技术大学 2010
[4]室内移动导航系统的路径规划方法研究[D]. 徐静.长春理工大学 2009
本文编号：3573528
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
a主轴变换前
玫降姆植嘉?咚狗植迹?蚩梢约扑愠鼍嗬肫骄?郸毯捅曜?差σ，比较邻域内点的距离是否满足公式（2.2）,若不满足则视为离群点。·<d_<+·公式（2.2）式中，μ为平均距离、σ为标准差，t为阈值（标准差的倍数）。2.4PCA主轴变换由于不同的因素对数据采集过程的影响会通过误差传播进而影响数据的方向，因此需要纠正数据方向以确保数据准确的定位。如图2.2a在进行方向纠正前，建筑物原始点云数据“向上”方向与重力坐标系Z轴方向有一定夹角，点云表现为一定程度的倾斜。需要将原始点云数据的“上”方向与重力坐标系的Z轴对齐（图2.2b）。图2.2a主轴变换前图2.2b主轴变换后Fig.2.2aBeforetransformationFig.2.2bAftertransformation为实现将整体点云“向上”方向与重力坐标系的Z轴对齐，首先采用主成分分析算法（PrincipalComponentAnalysis，PCA）估计出整体点云的三个主方向，将以三个主方向构成的局部坐标系与重力坐标系统进行对比，估计旋转角度并计算旋转矩阵[53]，完成点云方向纠正。算法原理如下：
a估计Fig.2.3amainandsecondaryd
【参考文献】：
期刊论文
[1]为社会进步服务的测绘高新技术[J]. 刘先林. 测绘科学. 2019(06)
[2]基于激光雷达的同时定位与地图构建方法综述[J]. 危双丰,庞帆,刘振彬,师现杰. 计算机应用研究. 2020(02)
[3]利用点云检测室内导航元素的方法综述[J]. 危双丰,刘明蕾,赵江洪,黄帅. 武汉大学学报(信息科学版). 2018(12)
[4]三维激光扫描点云数据处理研究进展、挑战与趋势[J]. 杨必胜,梁福逊,黄荣刚. 测绘学报. 2017(10)
[5]面向实时定位的室内空间结构分析及制图方法[J]. 闫金金,尚建嘎,余芳文,汤欣怡,周智勇. 武汉大学学报(信息科学版). 2016(08)
[6]基于随机抽样一致性算法的稳健点云平面拟合方法[J]. 李孟迪,蒋胜平,王红平. 测绘科学. 2015(01)
[7]BIM与GIS数据集成:IFC与CityGML建筑几何语义信息互操作技术[J]. 汤圣君,朱庆,赵君峤. 土木建筑工程信息技术. 2014(04)
[8]利用三维激光扫描技术进行建筑物室内外一体建模方法研究[J]. 杨林,盛业华,王波. 测绘通报. 2014(07)
[9]一种面向室内定位的3D建筑模型构建方法[J]. 闫金金,尚建嘎,余芳文,王欣. 计算机应用与软件. 2013(10)
[10]基于3DS MAX的校园三维模型室内外一体化制作[J]. 刘虎,陈汉文. 地理空间信息. 2013(02)
硕士论文
[1]基于CityGML的三维GIS理论方法与实践探究[D]. 邹冬儿.重庆师范大学 2013
[2]基于CityGML的大型建筑室内三维模型研究[D]. 葛广昊.南京师范大学 2011
[3]基于CityGML的三维GIS关键技术研究[D]. 许娇龙.国防科学技术大学 2010
[4]室内移动导航系统的路径规划方法研究[D]. 徐静.长春理工大学 2009
本文编号：3573528
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/benkebiyelunwen/3573528.html
