人物雕塑模型三维表面建模方法探究

三维激光扫描是一种通过激光测距方式实现三维物体表面空间数据获取的技术。本文介绍了一种利用三维激光扫描技术并结合相应软件对人物雕塑模型三维表面进行重建的方法。该方法通过三维激光扫描仪获取目标模型表面精确的点云数据,在对点云粗拼接的基础上进行精确拼接,以三角网的形式重构雕塑表面,并结合逆向软件进行纹理映射及其接缝处理以实现3D模型表面重建。结果表明,利用该方法可以实现对人物雕塑模型3D表面的快速有效重建。     

基于三维激光扫描数据的三维实景构建

利用三维激光扫描仪获取的空间数据,进行三维实景构建研究.首先对扫描仪获取的数据按照基于格网的方法进行压缩,然后对压缩后的数据建立三角网数字地面模型,最后将原始空间数据按照一定的拓扑结构映射到二维球面(α,θ面)并在α,θ面等角划分形成二维矩阵,以落在矩阵各栅格内的点云强度均值作为该处像素值以图像形式显示,再同实际影像比较,选出同名点,根据摄影测量后方交会原理计算得到影像的内外方位元素,由得到的内外方位元素计算出相应的纹理坐标,完成纹理映射过程.文中以Trimble地面三维激光扫描仪为例以地物作为采集对象,用Visual Studi0 6.0作为开发平台进行三维实景构建.     

三维点集的自动表面重构算法

提出了一种基于透视约束利用离散三维空间点重建三维表面模型的方法，该方法充分利用摄影测量以及激光扫描等三维测量技术中隐含的透视关系．将离散点划分到不同的投影面，在局部利用二维三角网构网技术构建三角网．然后在考虑局部三角网边缘一致性的基础上组合成整体三维表面模型。该方法可以利用近景摄影测量处理产生的三维景物点或激光扫描仪采集的三维空间点自动构造三维表面模型．重建物体三维表面。实验结果表明．该算法是有效的。     

基于ICP方法缺乏纹理物体三维曲面模型的匹配

对缺乏纹理物体建立三维模型,关键的难度在于缺乏特征点和点的坐标获得。本文采用ICP算法来对物体进行匹配,当特征点不足时,ICP算法是一个很适用的匹配方法,只需要对物体的给定点寻找最近点。为了计算目标点的坐标,利用投影器投射清晰稳定的纹理到缺乏纹理物体的表面,然后CCD相机对物体进行拍摄。通过线检测和空间前方交会解算出物体部分模型表面的空间点;并使用无需控制点的ICP方法对相互重叠的部分模型进行匹配,从而完成物体的三维重建。实验证明ICP方法对缺乏纹理物体的三维曲面匹配有效。     

一种基于三角网约束的立体影像线特征多级匹配方法

针对直线匹配可靠性问题,提出了一种基于三角网约束的立体影像线特征多级匹配方法。首先采用SURF算法匹配一部分可靠的种子点,利用这些种子点约束其邻域内的直线匹配;然后,将这些种子点构建三角网,利用三角网约束直线匹配的搜索范围,进行三角网约束下的线-线匹配;再次,在三角网的约束下,进行线-面匹配。为了提高直线匹配相似性测度的可区分性,提出了基于移动窗口的自适应直线相关方法,不仅在表面非连续区域能取得可靠匹配,在纹理缺乏区域也能取得可靠匹配结果。利用具有典型纹理特征的近景影像和航空影像进行了试验分析,结果表明,本方法能获取可靠的直线匹配结果。     

一种基于序列影像匹配的独立树冠可视化方法

介绍采用非量测相机与序列影像匹配实现独立树冠3维重建的方法。主要包括从影像提取特征点：使用多基线影像与金字塔分层相关技术进行特征点匹配;解算影像的相对方位参数;由前方交会求出各特征点的模型坐标;由模型坐标构造树冠表面三角网;由纹理映射得到树冠3维模型景观图,实现树木可视化的真3维表达。     

一种便捷式小型物体三维重建方法

提出了一种方便普通民众(仅需利用手机和电脑)快速制作小型物体三维模型的方法。首先围绕物体拍摄若干张影像,然后快速恢复每一张影像的内外方位元素,使用图割法半自动提取物体的轮廓线,最后利用轮廓线信息快速生成物体的数字三维模型。通过模拟实验讨论了方法的理论精度,并通过真实实验数据验证了方法的有效性。本文方法适用于任何材质的静态物体,可以解决影像匹配或激光扫描所不能解决的三维重建问题,通过选择人工背景解决了稳健姿态恢复问题,通过算法优化降低了计算能耗。     

UAV航测结合三维激光扫描的古栈道测绘建模

针对古栈道遗址的精密测绘与三维建模的需求,该文采用无人机倾斜航空摄影测量的方法获取山崖航摄影像并生成点云,采用地面三维激光扫描的方法获取栈孔数据并生成点云,将两种点云数据利用最近点迭代算法相融合,获得融合点云并生成三角网模型,附上纹理贴图,便得到了遗址现状的三维数字模型,并利用该模型完成了虚拟复原。本次古栈道精密测绘及复原在国内尚属首次,为相关研究提供了新方法。     

基于序列影像和积分法的复杂物体三维重建

对于某些复杂的物体而言,由于纹理简单、结构复杂,通常很难采用匹配密集点云或基于模型库的方法进行重建。介绍主要基于序列影像和积分的思想进行重建,可以利用尽可能多的相似多边形面片叠加实现对复杂物体的形体趋近。通过在复杂物体周围布设一定数量的控制点,可以利用自标定算法获取精确的相机内参数和影像方位元素,从而实现复杂物体的高精度重建。     

基于半全局多视近景影像匹配的三维建模方法

利用半全局约束提高立体影像匹配的可靠性,提出多片前方交会优化迭代方法来剔除可能的匹配错误,有效融合多视影像的冗余信息,获取可靠密集的三维点云。在此基础上,利用Poisson表面重建方法重建出三维模型。2组近景影像试验结果表明本文方法能有效获取具有纹理的三维模型。     

多像位姿估计的全景纹理映射算法

纹理映射技术作为获取具有丰富纹理信息的真彩色点云的有效手段，正以其独特的优势广泛地应用于众多行业领域。研究了一种利用三维激光扫描仪与外置数码相机联合标定解算多张影像位姿并获取全景真彩色点云的方法。其基本思想是利用摄像机与激光扫描仪固有的相对位置姿态，通过对首张影像进行标定得到其位置姿态后，利用摄像机空间旋转的几何特性，根据首张影像的位姿获取其余影像的位姿，继而完成多张影像的纹理映射，获取全景彩色点云。对比目前主流的全景影像纹理映射算法，该算法在精度与效率上均有一定提高。对多种点云数据进行纹理映射实验，结果表明，该方法能够快速准确地获取真三维全景彩色点云，为三维精细化建模提供了数据基础。     

明代石碑高精度真实纹理三维建模应用

为了解决精细化文物三维测绘精细建模的难题,本文利用手持式高精度三维激光扫描技术对栅栏墓园内的利玛窦墓碑、汤若望墓碑、南怀仁墓碑进行了高精度真实纹理三维激光扫描建模的研究,保证了文物模型的精度、精细度和完整性。手持式高精度三维激光扫描技术结合了三角测量、激光测量、近景摄影测量、自定位等技术手段,实现了对具有一定体量的复杂纹理文物的精细化测绘。本文通过对三角测量技术和近景摄影测量技术的基础原理进行分析,将两者的特点相结合,摸索出一套针对精细纹理和复杂雕刻的文物三维扫描技术流程。通过对手持式激光扫描技术的研究,验证了该技术对文物测绘的可行性和可靠性,为中尺度体量文物测绘总结了一套全新的技术流程,为今后探索针对不同体量的文物三维测绘,以及多种测绘技术相融合奠定了基础。     

剔除无人机影像BRISK特征误匹配点对算法

针对BRISK特征检测算法在遥感影像中匹配时同名点对冗余度高和全局性差等特点,考虑BRISK特征检测算法能获取大量无人机遥感影像特征点,Delaunay三角网算法能够利用影像的BRISK特征点的粗匹配点对构建三角网,本文综合两种算法的优点,提出了一种结合BRISK特征检测算法和Delaunay三角网算法的剔除无人机遥感影像误匹配点对方法。该方法利用两张影像的BRISK粗匹配特征点构建Delaunay三角网,利用遍历两张影像三角网中的三角形相似度剔除错误匹配点对,并利用摄影不变量原理进一步剔除误匹配点对,提高了两张影像的精度;对比分析了Delaunay三角网的射影不变量算法,RANSAC算法分别剔除原始影像组、加入椒盐噪声影像组及旋转影像组的BRISK特征误匹配点对的效果。试验结果表明,3组影像分别利用结合BRISK特征和Delaunay三角网的射影不变量算法的无人机遥感影像匹配方法获得的正确特征匹配点对冗余度低、全局性优。     

基于“嫦娥”卫星三线阵CCD立体相机的月球表面三维建模

＂嫦娥＂卫星三线阵CCD立体相机是实现月表地形观测的重要荷载,其以前、正、后视3种视角对月表进行连续扫描,获得南、北纬70°范围内3种不同倾角的二维推扫影像。在无月面控制点、卫星位置和姿态数据的条件下,基于数字摄影测量理论提出一种建立月表三维模型的方法：通过影像匹配获得前、正、后视二维推扫影像中的立体像对的像点坐标,在此基础上结合用准控制点后方交会解得的嫦娥卫星的空间位置和姿态数据,通过前方交会的方法解算出像元对应月面点的月球表面数字高程模型（DEM）径向高度数据,进而得到月表高程拟合模型、等高线分布图等,实现月表三维模型的建立。     

基于物方几何约束的多视匹配算法研究

影像匹配是航空影像数据自动空三处理的关键技术之一。为充分利用三线阵影像信息及纹理信息,文中针对ADS40影像采用一种利用像方和物方信息进行约束的多视匹配方法,此算法能同时处理3张及3张以上的影像,大大加快匹配效率,为自动空三提供有效的连接点及为提取DSM提供高精度密集匹配点。     

基于无人机影像的建筑物实景三维建模方法

阐述了当前建筑物三维建模的发展现状,探讨了一种无人机(UAV)倾斜影像和全球定位与惯性导航系统(POS)数据相结合构建建筑物实景三维模型的方法.通过POS辅助空中三角测量、数字表面模型构建、实景三维模型生成及三维建模精细化修正等步骤保证了实景三维模型建模质量和效果.试验结果表明:构建的实景三维模型精度较高,纹理清晰几何变形小.      

机载LiDAR和光学影像制作正射影像的方法

论述利用机载激光扫描系统(LiDAR)获得的激光点云和光学影像制正射影像的方法.以GPS和惯性导航单元提供的外方位元素结合激光点云作为地面参考,对光学影像进行空中三角测量,将LiDAR点云获得的数字表面模型经由滤波处理获得DEM,最后经过纠正算法获得正射影像.     

影像连接点均衡化高精度自动提取

针对空中三角测量影像连接点提取中存在的误匹配、点位多而分布不均和点位定位精度低等问题,提出了一种影像连接点均衡化高精度自动提取方法。首先采用分块SIFT技术进行特征的提取与匹配,并利用并查集数据结构进行特征点的高效多视追踪;然后采用提出的物方分块点位筛选算法对点位进行了相对均衡化的择优挑选;最后采用最小二乘匹配技术对得到的SIFT连接点坐标位置进行精化。选取中国嵩山遥感定标场的有人机影像和沙漠地区无人机影像作为试验数据,通过目视检查、像方反投影误差和检查点精度等3个指标进行了分析,结果表明本文方法有效克服了弱纹理和重复纹理导致的连接点提取与匹配困难,并改善了连接点分布的均匀性和提高了连接点的定位精度。     

Towards 3D map generation from digital aerial images

This paper describes the fusion of information extracted from multispectral digital aerial images for highly automatic 3D map generation. The proposed approach integrates spectral classification and 3D reconstruction techniques. The multispectral digital aerial images consist of a high resolution panchromatic channel as well as lower resolution RGB and near infrared (NIR) channels and form the basis for information extraction.Our land use classification is a 2-step approach that uses RGB and NIR images for an initial classification and the panchromatic images as well as a digital surface model (DSM) for a refined classification. The DSM is generated from the high resolution panchromatic images of a specific photo mission. Based on the aerial triangulation using area and feature-based points of interest the algorithms are able to generate a dense DSM by a dense image matching procedure. Afterwards a true ortho image for classification, panchromatic or color input images can be computed.In a last step specific layers for buildings and vegetation are generated and the classification is updated.