基于特征点法向量的点云配准算法

在传统的迭代最近点算法（ICP）中，需要两片点云具有良好的初始位置，否则在配准时容易陷入局部最优。针对该问题，本文提出了一种基于特征点提取与配对的粗配准方法，以调整两片点云重叠部分的初始位置。首先，利用SIFT算法提取两片点云公共部分的特征点；其次，根据特征点法向量之间的欧氏距离将两片点云的特征点两两配对；然后，利用法向量的夹角对特征点对进行提纯；最后，通过单位四元数法，求解出旋转及平移矩阵，完成粗配准。试验表明，本文基于特征点法向量的粗配准方法可为精配准提供良好的初始位置，在一定程度上避免配准时陷入局部最优的现象。     

改进的自适应遗传算法支持下点云与BIM模型配准

在钢结构数字化检测中，点云与设计模型的配准是进行数字化检测的关键步骤，配准的精确度决定了检测分析的准确度。传统配准方法一般先进行粗配准再进行精确配准，计算量大且收敛速度缓慢。针对精确配准存在的问题，本文提出了基于改进的自适应遗传算法用于点云与设计模型的配准方法，自适应地调整交叉概率与变异概率的执行顺序及概率值的大小，提高了种群的多样性及收敛速度。试验证明，改进后的自适应遗传算法极大地提高了点云与模型配准精度和收敛速度。     

基于点云几何约束的仿真安装探讨

面向工业检测领域进行了基于点云几何约束的工业仿真安装探讨。以4个公共点的坐标约束作为误差方程,有效避免了由于初始值与实际参数偏差较大而出现的迭代不收敛情况。将特征点云几何约束参数化表达,并附加到旋转矩阵的正交条件中作为限制条件,采用附有限制条件的间接平差迭代求解未知参数,从而构建了工业仿真安装中基于几何约束的完整数学模型。通过对中隔板两幅点云影像附加共面约束进行配准,并分析相应特征面的配合质量,实现了仿真安装探讨。     

激光点云粗配准方法实验对比与分析

点云粗配准要为点云精细配准提供良好的初始参数,其精度和效率是当今研究的热点问题.本文基于四组不同的激光点云数据,实现并对比分析了超级四点全等集算法(Super 4 Points Congruent Sets,Super4PCS)、四点全等集算法(4 Points Congruent Sets,4PCS)和基于软件Geomagic Studi0 12的粗配准方法.实验结果表明,Super4PCS算法对于重叠率高,噪声大且特征明显的点云数据能够较好地配准;4PCS算法不适用于重叠率低的点云数据配准;软件Geomagic Studi0 12适用于各种特点的点云模型,但该方法配准精度受人为因素的影响,配准效率低.     

法线特征约束的激光点云精确配准

作为点云数据处理的关键步骤,配准结果直接影响到后续数据处理的精度。针对传统迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法依赖较好初始位置的局限性,提出基于法线特征约束的点云精确配准方法。首先采用局部表面拟合方法进行法线估计,并计算其快速点特征直方图,然后通过采样一致性方法对两组点云进行粗配准,最后通过建立KD-Tree加快对应点的搜索效率,并设定阈值去除错误对应点对,实现精确配准。结果表明,基于法线特征约束的粗配准算法可以为待配准点云提供较好的初始位置,并且改进的ICP算法有效地提高了点云配准的精度和效率。     

基于特征点提取和匹配的点云配准算法

针对ICP算法配准需要两点云有较好的初始位置否则无法获取准确匹配结果的问题,提出一种新的粗配准算法。调整两片部分重叠点云的初始位置;在求取一点处法向量的基础上,利用点云曲率信息,提取特征点,获取两点云每一特征点处的属性向量;通过相似度函数评价,寻找匹配特征点对进行粗配准。试验表明,该基于特征点提取和匹配的方法可为ICP算法提供良好的点云初始位置,并提高配准精度和可靠性。     

点、线相似不变性的城区航空影像与机载激光雷达点云自动配准

提出一种基于点、线相似不变性的城区航空影像与机载LiDAR点云自动配准算法。首先通过SIFT算子提取点特征并进行粗配准,同时分别基于影像和LiDAR点云提取直线特征;然后利用局部区域点特征与线特征的相似不变性,通过匹配点对搜索匹配直线对;最后采用基于扩展共线方程的2D-3D严密配准模型实现航空影像与LiDAR点云的精配准。本方法的特点是:采取了由粗到精的配准策略,通过点、线相似不变性,将基于强度的配准算法和基于线特征的配准算法有机结合,在较高的自动化程度下实现了影像与点云的精确配准。试验证明,与基于点云强度影像的自动配准算法相比,本文的算法在城市地区能够取得较好的配准结果。     

基于K-近邻搜索的点云初始配准

为了使用最近点迭代算法(ICP)实现点云的精确配准,需要点云有良好的初始姿态,这可以通过点云的粗配准实现。本文结合K-近邻搜索和法向量估计,通过组建不变角度作为匹配特征,求解旋转矩阵和平移向量实现粗配准,方法由Matlab7.1编程实现。具体的实验结果表明,利用该方法能得到理想的粗配准效果,可以进一步应用ICP算法实现精确配准,该方法是有效的。     

基于K-近邻搜索的点云初始配准

为了使用最近点迭代算法(ICP)实现点云的精确配准,需要点云有良好的初始姿态,这可以通过点云的粗配准实现。本文结合K-近邻搜索和法向量估计,通过组建不变角度作为匹配特征,求解旋转矩阵和平移向量实现粗配准,方法由Matlab7.1编程实现。具体的实验结果表明,利用该方法能得到理想的粗配准效果,可以进一步应用ICP算法实现精确配准,该方法是有效的。     

基于控制测量的多视点云数据配准方法的研究

针对地面三维激光扫描技术中多视点云数据配准的问题,提出了一种基于控制测量的点云数据配准新方法。该方法的基本原理是:首先借助人工标志完成水平角度、竖直角度以及斜距测量工作;然后利用闭合导线或者附合导线测量原理,计算闭合差,通过分配闭合差,获取高精度的控制点坐标数据;最后按照定向法原理完成点云数据配准工作。利用地面三维激光扫描仪Riegl PLM321进行辅助法数据配准实验,通过对比公共点配准结果表明:基于控制测量的数据配准方法是可行的,它不仅可以满足建模工作的需要,而且克服了传统串联式配准方法中误差累积的弊端。     

城市产业经济在线地图集设计与实现

大数据时代,产业经济数据的构成愈加丰富,时效性显著增强,产业经济在线地图集的设计能得到进一步丰富。在研究产业经济大数据分析内容的基础上,提出了城市产业经济在线地图集的设计原则、构成内容和技术实现路径,并以江苏省常州市为例,实现了在线地图集原型系统,可以为全国其他地区的城市产业经济在线地图集设计和开发提供参考和借鉴。     

Development,application, and prospects for Chinese land observation satellites

The launching of CBERS-01 (China Brazil Earth Resource Satellite) in 1999, China’s first land observation satellite, signifies an unprecedented milestone in Chinese satellite remote sensing history. Since then, a large number of applications have been developed that drew upon solely CBERS-01 and other Chinese land observation satellites. The application development evolves from one satellite to multiple satellites, from one series of satellites to multiple series, from scientific research to industrial applications. Six aspects of the Chinese land observation satellite program are discussed in this paper: development status, data sharing and distribution, satellite calibration, industrial data applications, future prospects, and conclusion.     

VB环境下积木式工业测量系统的数据通讯

工业测量系统是测量技术较新的应用领域,国内已有多家单位从事该系统的研究和开发。而两台或多台测角设备同时与一台计算机的数据通讯,是组建该系统的关键技术。本文首先简要介绍了数据通讯和VB中的MSComm控件,然后以TM5100A电子经纬仪和EltaC20A全站仪为例,重点论述了“多对一”式的数据通讯流程和方法。该方法简便而有效,用简单的控件和程序代码即可实现测量数据的实时采集与入库存储,能成功实现系统所要求的通讯功能。     

城市群分布轴线挖掘方法研究

采用属性加权的坐标拟合方法,分别推导出了空间点集分布轴线为直线和曲线的模型参数估计公式。 以MapInfo为平台和MapBaisc编程,对山东省胶济产业带分布轴线进行了实际计算和绘制。计算表明,本文方法 易于编制计算程序,计算结果具有客观性。     

计算机视觉测量准二维控制场建设

准二维控制场建设是建立CCD摄像机数字畸变模型的关键性工作。准二维控制场按CCD摄像机芯片长宽比4:3设计,并以相片纸为介质、以双矩形为图案、以黑白为色调制作了345个均匀分布的控制点。采用单机式积木型电子经纬仪工业测量系统测量准二维控制场的控制点三维坐标,观测值的点位中误差优于±0.15mm。研究结果表明利用准二维控制场建立CCD摄像机的数字畸变模型,其建设费用低、精度高、使用方便。     

三维工业测量系统与工业摄影测量相结合在动态工业测量中的应用

本文讨论了高精度三维工业测量系统和工业摄影测量各自在工业生产中的优缺点。提出了通过将两者配合使用,结合各自优点,使用三维工业测量系统为工业摄影测量提供高精度像控点,进而运用工业摄影测量的实现对工业生产环境中的目标,尤其是动态工业目标及其他需在短时间内观测的大量目标的高精度测量与检测。在实际工业生产测量证明该方法切实有效,不仅解决了复杂环境的动态工业目标的观测问题,且相对于单独使用两种观测方法观测数据的精度有较大的提高。     

基础地理数据分类和编码研究——以北京市测绘设计研究院基础地理数据为例

基础地理数据分类是一个抽象真实世界、形成逻辑概念的过程,其结果是得到数据分类、建立数据编目的方案。参考国内外相关研究成果,结合北京市测绘设计研究院的数据库建设项目,本文首先对基础地理数据类型进行了梳理,然后进行了数据资源统一规划、数据编码、数据标准的制定,接着对数据的维护、更新方案进行了研究,最后给出了北京市测绘设计研究院的基础地理数据分类和编码结果。     

不同空间数据格式的数据量实验研究

针对一些通用的空间数据的数据交换格式进行了研究，并就不同数据格式的数据量进行了对比实验。结果表明，在栅格数据中，．bmp格式的数据量最大，.jpg格式和．gif格式的数据量较小；矢量格式的数据量的大小与空间数据的属性有关，在几种常用的矢量格式中，．e00格式的数据量最大。     

面向对象的数据转换实现——MapInfo数据与标准数据之间的转换

采用面向对象的方法 ,针对两种数据不同的组织形式 ,提出了一种较为实用的实现两者之间相互转换的方法。它包括MapInfo格式数据到标准格式数据的转换、标准格式数据到MapInfo格式数据的转换两个模块 ,在图形数据转换的基础上 ,做到了图形数据与相应属性数据的匹配     

空间构件形位检测方法与技术进展

精密工程与工业测量技术应用领域拓展及其与工业计量测试技术的交叉融合,衍生出"空间构件形位检测"技术、方法与系统。本文详细论述了"空间构件"与"形位检测"的定义及范畴,依测量原理将大尺寸空间构件形位检测技术归纳为正交系测量系统、空间支导线测量系统、三角法测量系统和球坐标法测量系统等,综述了各类测量系统和软件的技术进展,分析指出了狭长或超大空间、恶劣环境、目标动态变化等条件下的形位检测难题。