基于三维激光扫描的点云数据逆向重建算法研究
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图片说明:边缘数据区域选取示意图
[Abstract]:In recent years, with the development of three-dimensional laser scanning technology, it has been widely used in surveying, industrial control and other fields. Because point cloud data has the characteristics of convenient storage and flexible calculation, it has become an important form of metadata in computer graphics. Point cloud reverse reconstruction is an important technology in point cloud computing. With the development of laser scanning technology and the complexity of scanning object surface, its massive point cloud data brings new challenges to point cloud data reverse reconstruction. In this paper, based on the detailed study of the reverse reconstruction technology of point cloud data in recent years, some key problems existing in the process of reverse reconstruction of massive and chaotic point cloud data are studied. Firstly, 3D laser scanner is used to obtain massive point cloud data, and the surface information of the measured object is stored in the form of point cloud data. Secondly, the point cloud data uncertainty analysis, region segmentation, data simplification and other preprocessing operations. Finally, the data inversion of the measured object is realized by surface reconstruction algorithm. The specific research contents are as follows: (1) the uncertainty representation of point cloud data focuses on the relationship between scanning equipment error, environment and other factors and the inaccurate measurement data in the actual measurement process. In order to quantify the inaccuracy of the original measurement data and make it participate in the calculation of point cloud data, this paper focuses on the representation model of point cloud uncertainty, and then studies how to quantify the uncertainty of the whole measurement space point cloud data by using Bayesian reasoning technology. (2) in the process of massive point cloud data segmentation, the point cloud data clustering segmentation algorithm is studied. The execution efficiency of clustering algorithm has become the bottleneck of system implementation. In the face of massive point cloud data, this paper studies the region segmentation technology of point cloud data based on K-means clustering algorithm. In order to effectively improve the execution efficiency of clustering algorithm and reduce the number of iterations of the algorithm, the concept of point cloud density is introduced in this paper. on the basis of K-means clustering, the estimation model of cluster density and the adjustment method of cluster center are studied. (3) in order to compress the amount of point cloud data and improve the speed of 3D surface modeling, the point cloud data reduction algorithm with reserved features is studied in this paper. Based on the local differential geometric characteristics of point cloud data, the matching relationship between point cloud data model and point cloud data is studied by using natural Quadric surface as point cloud data model. On the basis of the matching relationship between the point cloud data and the point cloud model, according to the surface characteristics of the point cloud model, this paper studies how to simplify the point cloud data with geometric features at different levels. (4) in order to accurately complete the point cloud surface reconstruction, this paper studies the Poisson surface reconstruction algorithm. The depth value of octree directly affects the execution efficiency of Poisson surface equation and the effect of surface reconstruction, so that the reconstruction effect of Poisson surface reconstruction at hole details is not ideal. In this paper, on the basis of point cloud clustering segmentation, the data characteristics of holes are analyzed, and how to make up for the poor reconstruction effect of Poisson reconstruction method in detail is studied by combining greedy triangulation method. Finally, the experimental platform is built by using cantilever car and three-dimensional laser scanner, and the implementation method of three-dimensional point cloud reverse reconstruction system suitable for material field data inversion is studied in this paper. Aiming at the acquired data set, the data acquisition and data preprocessing are verified, and then the inversion of stacking information is realized.
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN249
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本文编号:2510752
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