迭代切片算法在点云曲面拟合中的应用

根据点云散乱无序的特点,提出基于点云密度和厚度变化的切片拟合方法。在考虑点云特征的情况下,先对整体散乱点云进行分割,再根据点云的局部特征进行迭代计算,确定该处的切片宽度,然后进行拟合。结果表明,采用迭代切片算法能将原始无序数据点转化为有序的组织形式,很好地保留了局部特征,确定了点与点之间的相互关系,提高了曲面拟合的精度。     

一种混合曲面散乱点云曲率计算方法

针对局部点云曲面拟合过程中系数矩阵容易出现病态等问题,本文利用局部点云与切平面的夹角特性,对曲面拟合方程的权阵进行修正,并在此基础上,提出了基于三次曲面和四次曲面拟合的混合曲面散乱点云曲率计算方法,同时通过统计分析圆环面和球面的曲率计算值和真值差别,证实了该算法不仅精度高,且错误率低。     

三维激光扫描技术曲面拟合方法研究

点云数据处理以及点云的曲面、曲线拟合是逆向工程中一个重要的研究课题,其重要任务就是将实际物理模型重建生成几何模型,而核心问题就是如何从采样点出发重建曲线、曲面模型。本文以C++开发平台和MATLAB为基础,对三维激光扫描数据利用B样条、NURBS、三角网格曲面拟合方法和曲线拟合方法进行研究探索。     

一种基于移动曲面拟合的机载LIDAR点云数据滤波方法

针对机载LIDAR点云数据滤波问题,在分析张小红教授提出的移动曲面拟合法滤波的基础上,结合机载LIDAR点云数据的特点,引入虚拟格网技术,提出一种基于移动曲面拟合的机载LIDAR点云数据滤波方法,并通过实验验证了该方法的可行性和适用性。     

基于地面三维激光扫描技术的盾构隧道竣工测量探究

分析了地面三维激光扫描系统的测量原理与数据处理方法,研究了点云数据的NURBS曲面重构方法。应用地面三维激光扫描仪采集竣工盾构隧道点云数据,构建了隧道点云模型。选取点云模型的两个横断面与设计断面进行了比较,结果表明,地面三维激光扫描技术可为隧道竣工测量提供更便捷和实用的方法。     

基于Geomagic的复杂实体三维点云建模研究

研究了在Geomagic环境中通过三维点云数据重建三维实体模型的过程,详细介绍了复杂实体点云数据在Geomagic中点云数据处理的全过程,包括点云匹配、点云预处理、封装形成三角面、在多边形阶段破洞修补以及优化处理,最终生成了NURBS曲面。三维重建过程表明,在Geomagic中重建三维模型不仅效率高、精度高,而且软件易于操作。本文涉及的数据处理方法也可以用于三维激光扫描技术在数字矿山、数字城市中应用。     

隧道断面截取曲面拟合优化的点云简化方法

为了提高变形监测中地铁隧道断面点截取的效率,文章提出了基于kd-tree和法向量估计的局部点云简化方法,对BaySAC算法的三维激光点云二次参数曲面拟合方法进行改进:利用kd-tree建立点云数据的空间拓扑关系,计算出每个数据点的k邻域;然后使用平面拟合方法获取法矢量;最后根据点云数据法矢量变化程度,采用法矢量自适应得到压缩后的点云数据。实验证明该方法既能较大程度地简化点云,简化结果比较均匀,又具有不破坏细小特征的特点,进一步改进了BaySAC算法的二次参数曲面拟合方法。     

基于二维投影的散乱点云曲面重建

为降低点云曲面重建的复杂度,提出了一种基于二维投影的散乱点云曲面重建方法。首先利用点云的局平特性把点云投影到二维平面,然后在二维平面上对点云进行Delaunay三角剖分,并将拓扑连接关系映射到三维空间,最后剔除三角网格模型中的非流形三角面片得到点云模型重建结果。实验结果表明,只需获取散乱点云的坐标信息,该算法就能够重建出结构形态正确、保留物体细节信息的三维模型,且该算法原理简单、容易实现,降低了曲面重建复杂度,提高了曲面重建效率。     

抗差趋势面的机载LiDAR点云滤波方法

传统曲面约束滤波算法中,利用最小二乘拟合地形曲面易受种子点粗差影响。针对这一问题,提出基于抗差趋势面的机载激光雷达点云数据滤波方法,首先构建格网索引组织数据,引入抗差趋势面拟合合理的区块地形,通过自适应阈值的设置实现不同区域的自动灵活处理,最终滤除孤立点完善滤波结果。使用ISPRS提供的测区数据进行实验,与传统曲面拟合方法进行对比,实验结果证明,该方法较传统移动曲面拟合法能够得到更加可靠的滤波结果,具备较高实用价值。     

最邻近曲面约束的近景光学影像与地面激光点云几何配准

提出一种以最邻近曲面为约束的近景光学影像与地面激光点云高精度配准方法。根据光学影像生成三维稀疏点云,以影像三维稀疏点邻近的激光点拟合的曲面为约束,结合共线条件方程建立影像三维稀疏点云与三维激光点云间变换模型,通过平差迭代解算实现光学影像与激光点云的高精度几何配准。该方法只需提供初始配准参数,无需对激光点云数据进行特征提取和分割,并且基于曲面约束有效地解决了两个点集之间难以精确确定同名点的问题。通过实际数据试验表明该方法能获得很好的配准精度。     

室内雕塑点云三维重构

针对室内雕塑传统建模效率低的问题,探讨并实现了点云三维自动重建的方法。通过对点云数据预处理,包括异常点剔除、数据精简等,减少了异常点对建模的影响,使用泊松曲面重建技术进行雕塑点云三维重构。运用这种方法,可以使得表面能够很好的拟合。     

基于移动曲面拟合的机载LiDAR海底点云滤波方法

机载Li DAR在浅海区域获取的点云数据与陆地点云不同,陆地点云滤波方法并不完全适用于海底点云滤波。针对此问题,提出一种基于移动曲面拟合思想的海底点云滤波方法,并综合点云高程和强度信息进行阈值设定,去除各种原因造成的噪声点云。通过对某浅海区域的海底点云滤波并最终提取海底地形的实验,验证了该方法的有效性。     

基于区域特征的快速城区机载LiDAR数据分类方法

提出了一种基于区域特征的快速城区Li DAR点云数据分类方法。首先进行数据滤波处理,去除地面点。然后对非地面点,利用二次多项式进行区域曲面拟合,拟合曲面的参数作为特征构造区域特征向量,通过投票方式判断每个点的局部区域属性。最后,利用模糊逻辑技术实现最终分类。实验结果表明,该分类方法能够高效实现城区建筑物及树木的分类。     

一种基于点法矢的三维非均匀栅格压缩算法

提出一种适用于散乱点云的基于点云法矢量的三维非均匀栅格压缩算法,通过求取k邻近构造出点云的法矢量以反映曲面形状信息,并构造八叉树数据结构对栅格进行细分,通过比较分析,该方法取得了较好的压缩效果。     

多级移动曲面拟合LIDAR数据滤波算法

为提高城市区LIDAR数据滤波精度, 提出了一种多级移动曲面拟合滤波方法。建立区块网格搜寻及索引机制完成对离散LIDAR点云的标示; 通过建立二次多项式完成参考曲面的拟合, 不同窗口大小获得不同层次的拟合曲面; 设置自适应阈值, 完成地面点与非地面点的判断。精度评价结果表明, 该滤波算法误差在1m以内, 能够满足实际应用的需求。     

多视点散乱点云配准及压缩改进算法研究

针对多视点散乱点云数据,提出基于控制网的球靶标特征配准办法,并对配准后的原始数据进行基于特征保留的优化压缩,最后得到完整简洁的点云模型。利用扫描仪、全站仪获取球靶标同名点坐标,并计算出每站6个转换参数,将所有数据转换到所需的控制网坐标系下;压缩算法利用点云分块技术提高散乱点邻域的搜索效率,并计算点法矢、曲率,根据精简准则保留特征点,最后以八叉树理论为基础,细化网格直至最小网格达到要求,保留最小网格中具有代表性的一个点,删除其他点,完成数据精简。试验结果表明,配准方法中控制网的采用能够实现坐标系的转换,球靶标的运用能明显提高配准模型的精度和效率,压缩算法实现了点云数据的特征保留。     

基于抗差趋势面的激光扫描地形数据处理

基于将地面视为连续曲面,非地面点视为粗差的原则,将抗差估计原理引入到点云数据处理中。在对试验区点云数据分块的基础上,利用高崩溃污染率的抗差估计算法建立趋势面模型,并通过迭代权函数的取值分离非地面点。试验分别针对分块大小和权函数界值选取问题进行分析,并将剔除结果与运用R iSCAN PRO软件的人工处理结果进行比对,提出...     

基于HDFS的海量激光点云数据分块存储方法研究

在研究HDFS（Hadoop Distributed File System）分布式文件系统的基础上,构建了激光点云数据的数据结构,根据此结构对海量点云数据的文件分块存储方法进行研究,并通过仿真实验验证分块存储的有效性。     

利用波形信息的加权曲面拟合LiDAR点云滤波

为发挥机载全波形激光探测与测量（light detection and ranging,LiDAR）技术优势,提高数字高程模型（digital elevation model,DEM）生成精度,提出了一种利用波形信息的加权曲面拟合LiDAR点云滤波方法。该方法利用全局收敛LM解算离散点云与波形参数,引入波形信息与抗差估计原理检测异常种子点,依据波形参数对地形曲面进行加权拟合,综合考虑滤波窗口尺寸与曲面拟合中误差影响设置自适应高差阈值。选取中国黑河综合遥感联合实验中的城市区域、耕地区域与山地区域数据进行实验,结果表明,相比传统方法,所提方法的波形分解结果更加可靠,点云滤波精度进一步提高,具备较高实用价值。     

变窗口均值限差法的点云噪声滤除方法

利用三维点云数据建模的准确与否很大程度上依赖于点云滤波效果的好坏,通过对滤波方法的研究,可以提供尽量准确的地面点云数据.文章利用C#高级编程语言,结合OpenGL三维图形库对三维激光点云数据进行噪声滤波处理;将三维激光点云投影到格网内的拟合平面上,通过变窗口均值限差法对高差、坡度关键参数进行了分析对比,确定出合适滤波参数,模拟表达实际地形的原貌.实验证明,变窗口的均值限差法可以滤除绝大部分噪声,对于紧邻地面的部分噪声,可以通过进一步拟合最小二乘曲面或加入先验信息等方法去除.该方法不仅能够有效去除噪声,而且还能较大程度地保留地形的特征信息.