材料表面涂层对三维激光扫描数据精度的影响分析

采用德国Ｚ＋Ｆ　ＩＭＡＧＥＲ　５０１６三维激光扫描仪对混凝土表面、白漆涂层和黄漆涂层３种平面实验板进行扫 描实验,分析材料表面涂层对三维激光扫描数据精度影响。通过不同扫描距离和入射角的数据采集及反射特性分 析,得到３种实验板的反射强度与点云测量中误差的关系。实验结果表明,在６种入射角和扫描距离１０～１００ｍ条 件下,相比于混凝土表面点云数据,白漆涂层点云平均中误差减小２５．６２％;黄漆涂层点云平均中误差减小２６．６８％; 白漆与黄漆涂层有效增强激光反射强度,并保持良好的朗伯体特征,能获得更佳的扫描精度。白漆与黄漆涂层在０° 入射角时扫描数据呈现较强的镜面反射性质。研究表明,在混凝土表面喷涂白漆涂层或黄漆涂层增强了激光反射 强度,可显著提高扫描点云数据测量精度。     

目标颜色和粗糙度对三维激光扫描点云精度影响研究

三维激光扫描仪获取的点云精度受多种因素影响,研究扫描目标颜色和粗糙度对点云精度影响有实际意义。本文选择6种不同颜色和2种不同粗糙度的材料,在室内利用三维激光扫描仪获取点云数据,采用随机软件获取每个样本的点云数量和平均反射强度,并对数据进行全面分析。研究结果表明,目标颜色和粗糙度对三维激光扫描仪获取的点云精度有一定影响;颜色对精度影响较大,粗糙度对精度影响较小。     

基于车载三维激光扫描的道路线提取研究

近年来,随着空间信息获取技术的发展,激光扫描技术在城市三维数据采集中应用越来越广泛,本文以车载激光扫描点云数据为研究对象,利用点云数据空间分布特征和反射强度信息,结合道路标线的几何特征,提出一种快速有效地从离散点云中提取道路标识线的方法。该方法首先利用车载激光点云数据中的高程信息和反射强度信息对原始点云进行滤波。然后将分割后的点云数据投影到二维平面中,利用反射强度信息和点云空间分布信息生成点云强度特征图像,利用标线规则的几何形状,对连通区域进行道路标识线的提取。最后,基于道路标识线的语义信息,利用Hough变换对检测到的标识线进行分类和连接,从而提取完整、准确的三维道路标识线点云数据。通过居民区和高速公路扫描数据处理案例,实现了高速公路虚实标识线和干扰因素较多的居民区界线的自动提取,验证了上述道路标识线提取方法的可靠性,应用效果较好。     

融合反射强度图像的地铁隧道点云自动配准

针对地铁隧道点云数据特征点少、在大视角点云数据间配准拼接时出现精度差、效率低等问题,本文以提高配准效率及精度作为出发点,以目前主流的ICP算法为基础,首先将激光点云按中心投影方式生成反射强度图像并以此作为配准源,采用规则格网分割提取匹配,建立均匀分布的同名点;然后利用反射强度图像上的同名点与点云之间的一一对应关系,完成视角点云间的初配准;最后在初次配准的基础上,采用KD树改进算法进行点云数据的精细配准。试验结果表明,本文在实现点云数据自动配准的同时,提高了地铁隧道点云数据的配准效率及精度。     

基于多源点云数据的铁路线路信息化

相比于传统测量手段,移动扫描技术能够提高测量效率,但点云数据具有体积大、密度高、冗余数据多等特点,测量过程中扫描仪覆盖范围大,大量无效点云被获取。针对该问题,本文提出了一种基于多源点云数据提取铁路线路信息的方法。首先,根据钢轨点云的反射强度和几何特征预处理,采用微分的思想提取线路中心线;其次,对钢轨点云模型降维处理,参考高速铁路路用钢轨轨头宽度允许误差设定收敛条件建立钢轨模型,提取线路平面线和纵横断面;然后,利用主成分分析法和移动激光点聚类法提取接触线和站内附属设备;最后,基于反射强度快速分割钢轨,采用Dynamo编程语言对Revit进行二次开发,快速建模,对推动铁路设计智能化、可视化水平具有十分重要的作用。     

基于LiDAR高度纹理和神经网络的地物分类

使用LiDAR单一数据进行点云分割工作时,基于斜率的严格分割LiDAR点云的方法不能很好的适应复杂地物 的分类工作。本文将LiDAR粗分割后的点云转换为高度图像和反射强度图像,并求取高度图像GLCM高度纹理。将4 种GLCM高度纹理、地面粗糙系数、平均高度和平均反射强度共7种纹理作为识别地面覆盖物的特征,并利用后向传播 神经网络(BP-ANN)方法对LiDAR数据进行地物识别。实验表明,这种方法能够从LiDAR独立数据源中有效的实现地 物分类,实验获得的精度大于90%。与传统的最大似然法进行对比,BP-ANN的分类精度高于最大似然法。当预设地 面类型能同时满足被光学影像和LiDAR数据识别的条件时,LiDAR高度纹理分类与光学影像分类结果的一致性达到 76.5%。     

相位式地面三维激光扫描点云的噪声滤除

本文针对相位式三维激光扫描仪扫描过程中因扫描到边界或扫描超过极限测程后产生的噪声问题,提出了一种结合扫描目标空间间隔、激光点云反射强度及点云空间分布特征结合的点云噪声去除方法,以某古建筑相位式三维扫描数据进行实例验证表明,本文提出算法去噪准确率达99.0%,能有效去除了相位式三维扫描点云的极限噪声。     

车载激光扫描数据中实线型交通标线提取

本文提出一种基于路面点云强度增强的车载激光点云实线型交通标线提取方法。首先通过预处理提取路面点云,获取各激光点与轨迹线的距离。然后逐段对路面进行强度增强,集合多滤波器集成的策略进行强度变换和去噪,消除距离、点密度、磨损等因素对反射强度值影响,增强路面点云和标线的强度差异。基于增强后的反射强度,采用k均值聚类和连通分支聚类等方法对标线进行分割,并利用归一化图割方法优化强度分割结果。最后利用实线型标线的语义信息和空间分布特征从分割后标线对象中识别实线型交通标线。试验采用四份不同车载激光扫描系统获取的数据用于验证本文方法有效性,实线型标线提取结果的准确率达到95.98%,召回率达到91.87%,综合评价指标F 1-Measure值达到95.55%以上。试验结果表明本文方法能够有效增强受扫描距离、路面磨损及点密度分布不均等因素影响的点云强度信息,实现不同车载激光扫描获取的复杂道路环境下实线型交通标线的提取。     

地面三维激光扫描点云拼接影响因素分析

在地面三维激光扫描仪进行三维建模过程中,需要对不同测站的点云进行拼接。为了提高不同测站点云拼接精度,本文开展了球形标靶表面扫描点数量、标靶的分布和数量及扫描距离4个因素对三维激光扫描仪不同测站下点云拼接精度的影响研究。采用法如（FOCUS）三维激光扫描仪开展了不同扫描分辨率、不同标靶数量、不同标靶分布和不同距离下的点云拼接试验,并采用SENCE软件对点云进行了拼接精度分析。试验结果表明,选择两测站的标靶表面的扫描点数量大致相等,并将4个标靶作为连接点,且放置在不同高度不规则排列时,点云拼接的精度最优。     

基于移动式三维激光扫描技术的厂区点云建模

移动式三维激光扫描技术是近年来发展迅速的一种激光点云测绘技术,具有扫描速度快、扫描效率高、数据结果精度高等特点,被广泛用于各类工程项目。在分析三维扫描技术在传统工程应用的基础上,采用天宝TX8作为实验设备,从数据采集,点云处理,三维模型建立和纹理贴图等方面探讨了应用激光扫描技术进行厂区建模的方法,对点云半自动化建模进行了尝试和探索,进行了不同背景环境下的建模对比分析,确立了有效的厂区点云建模作业技术路线。