基于随机抽样一致性算法的稳健点云平面拟合方法

针对点云数据平面拟合过程中存在粗差及异常值等问题,文章提出一种基于随机抽样一致性算法(RANSAC)的稳健平面拟合方法。该方法以RANSAC算法为基础并结合特征值法,通过设置一定的准则,剔除点云数据中存在的粗差及异常值,达到获得理想平面拟合参数的目的。运用此算法对仿真数据及实测数据进行平面拟合,并与传统算法进行比较,结果表明该方法可以很好地适应于点云数据中存在粗差及异常值的情况,获得较好的平面参数估计值,是一种稳健的平面拟合算法。     

基于RANSAC算法的稳健点云平面拟合方法

针对点云平面拟合中存在粗差及异常值等问题,对结合特征值法的随机抽样一致性(random sample consensus,RANSAC)平面拟合算法进行了改进。该方法以RANSAC算法为基础,结合特征值法,利用点到平面模型距离的标准偏差来自动选取阈值t,通过阈值t检测并剔除异常数据点,达到获得理想平面拟合参数的目的。用改进的算法和传统的特征值法分别对点云数据进行处理,结果表明,改进的算法适用于存在误差和异常值的点云数据拟合,能稳定地获得较好的平面参数估值,具有较强的鲁棒性。     

稳健加权总体最小二乘的点云数据平面拟合

针对观测向量和系数矩阵均含有误差以及点云数据存在异常点的问题,该文提出一种稳健加权总体最小二乘法。该方法在加权总体最小二乘的基础上,通过设置一定的准则,剔除点云数据中存在的异常点,以获取更为精确的平面拟合参数解。仿真模拟算例和实际点云数据实验结果表明,该方法与传统的方法相比,能够消除异常点带来的影响,获得更精确的参数解,平面拟合精度更高。     

利用贝叶斯抽样一致性的点云特征面拟合

针对传统随机抽样一致性算法在拟合特征面时对种子点的选择具有一定的随机性,造成循环次数过多、效率低下的问题,该文提出一种改进的随机抽样一致性算法——贝叶斯抽样一致性算法。首先建立柱面、球面、圆环面、平面的数学模型;然后用贝叶斯抽样一致性算法提高抗噪性,并用二维直方图统计方法对贝叶斯抽样一致性算法中的局内点先验概率估计进行改进;最后,对局内点用非线性最小二乘进行拟合。将该方法与基于随机抽样一致性算法的特征面拟合方法进行了对比和分析,实验结果证明,贝叶斯抽样一致性算法能够更高效地实现局部特征面拟合。     

三种点云数据平面拟合方法的精度比较与分析

详细地介绍了基于最小二乘法、特征值法及总体最小二乘法的点云数据平面拟合方法。通过Matlab编制其算法程序,对模拟的等精度与不等精度点云仿真数据进行计算,结合算例对比分析了3种方法的点云平面拟合效果。拟合结果表明:3种方法在等精度点云平面拟合中的效果较好,在不等精度点云平面拟合中的效果较差,且特征值法与总体最小二乘法的点云平面拟合精度远高于最小二乘法。     

激光雷达点云平面拟合过滤算法

在分析激光雷达点云空间分布特征的基础上,提出了基于斜率的激光点云平面拟合过滤算法,并利用该算法对机载激光雷达点云的特征提取进行了实验研究。结果表明,此算法能有效地拟合激光点云的连续平滑的水平平面、倾斜平面和垂直平面,在DTM、建筑屋顶和垂直墙壁等特征提取中具有较好的效果。     

一种基于平面拟合的LIDAR点云滤波方法

LIDAR点云滤波是将LIDAR点云数据中的地面点和非地面点分离的过程。根据在较小区域内可以近似认为地面为一平面,本文提出了一种应用平面拟合的方法,首先在一个局部区域内拟合出一个近似平面,通过判断LIDAR点是否属于该平面来获取平面点,并通过分类处理从平面点中得到地面点,最后用得到的地面点内插出DEM。滤波前,需要剔除高程异常点,本文应用了高程差约束算法抑制高程异常点,从而较好地保持了原始数据的局部细节信息。     

基于加权总体最小二乘的平面点云拟合方法

根据每个点云激光反射强度不同以及对于系数阵A的部分修正,在地面三维激光的平面点云拟合中引入加权总体最小二乘的方法,建立较最小二乘方法和总体最小二乘方法更加合理的模型.根据相应的迭代算法,经实例计算证明该方法更加合理,可以获得更高精度的参数解.     

基于局部约束的建筑物屋顶点云平面分割方法

建筑物屋顶面点云分割结果的好坏对建筑物三维模型重建起着重要的作用。针对传统RANSAC算法建筑物屋顶面点云的分割问题,提出了一种基于局部约束的建筑物点云平面分割方法。利用点云局部曲面法向约束构建法向准则,利用半径约束的点云空间聚类的方法对共面屋顶面点云进行分解,从而抑制"伪屋顶面"的产生;利用局部抽样策略降低算法的迭代次数,减少运算量。实验表明该方法能够获得稳定可靠的建筑物屋顶点云分割结果,将有利于后续的建筑物三维模型重建。     

方差膨胀的稳健加权总体最小二乘点云平面拟合

为了提高平面拟合精度,本文采用总体最小二乘求解平面拟合参数。同时考虑到点云数据中含有的粗差点可能影响点云平面拟合的精度,提出了方差膨胀的稳健加权总体最小二乘。本文通过选取IGG权函数将点云数据分为3段,并引入中位数对IGG权函数进行改进,可以更准确地探测粗差。考虑到点云数据中x、y、z这3个方向的误差并不是等精度,计算了点位的协方差矩阵,使得x、y、z这3个方向的误差分配更加合理。通过实例表明,本文的方法不仅可以消除粗差点的影响,还能减弱可疑点的影响,得到更为准确的平面拟合参数,提高了平面拟合精度。     

基于主成分分析的点云平面拟合技术研究

针对点云数据易受到噪声的扰动,导致拟合的平面不稳定的特点,将主成分分析法应用到点云平面拟合中。首先选取合适的邻域以拟合点云,剔除一些孤立点;再以主成分分析原理为基础,通过一定的准则去除粗差点,获取稳定准确的最佳平面方程。在实验中,分别利用最小二乘法、特征值法和主成分分析法对点云数据进行拟合,结果显示该方法能够有效剔除噪声点,得到可靠的平面参数估值。     

稳健估计方法在点云圆柱拟合中的应用

首先通过改进圆柱拟合的误差方程进行去相关变换,降低参数之间的相关性;再使用再生权最小二乘法(self-born weighted least squares,SBWLS)稳健估计方法来计算观测值的再生权,达到抗差的效果;最终迭代收敛得到圆柱参数估计值.该方法可以任意选取参数初值,也不用进行剔除粗差的处理.通过与目前常用...     

基于正交整体最小二乘平面拟合的点云数据去噪方法研究

点云数据去噪处理是配准、三维模型重建等工作成功的关键。对大量具有平面特征的物体点云数据进行去噪处理,提出了一种基于正交整体最小二乘平面拟合的点云数据去噪方法,通过与传统方法对比分析及实例验证,该方法算法简单,去噪精度高,具有较高的可行性及广泛的适用性。     

点云平面拟合在三维激光扫描仪变形监测中的应用

本文分析了三维激光扫描仪在建筑物变形监测中的研究现状,利用点云数据平面拟合处理方法进行了建筑物变形监测应用研究。实验表明,该方法能较好地提高监测精度,更好地对建筑物进行整体形变分析。基于AutoCAD平台开发了数据处理系统,该系统能服务于变形监测,施工质量检验等领域。     

点到平面距离的点云数据压缩方法

针对三维激光扫描点云数据采集过密、冗余信息较多,现有压缩算法存在不足的问题,该文提出了基于点到平面距离的散乱点云压缩算法。将该算法与基于三角形法向量夹角和格网法两种现有算法的压缩结果进行比较,通过对比构建的空间三角网可以发现,该文算法对物体特征复杂的部位有较好的压缩效果,且在压缩率较高时,不会使较平缓的部位出现过度压缩而失真的情况。     

基于平面拟合的高层建筑物倾斜观测新方法

随着现代高层建筑物日益增多,倾斜观测对于保证建筑物的安全运营显得越发重要.针对高层建筑物倾斜观测问题,提出基于拟合平面的高层建筑物倾斜观测新方法.     

基于Partial EIV模型的空间平面拟合总体最小二乘法

针对空间平面拟合中系数矩阵含有部分误差的特点,根据Partial EIV模型提取系数矩阵随机元素的思想,将空间平面拟合模型系数矩阵中观测元素作为随机元素提取组成新的未知向量。采用Partial EIV模型线性化的新解法求解拟合参数,简化了计算过程,且保证了系数矩阵相同元素的改正数一致,较EIV模型的总体最小二乘法,理论模型更加严谨。通过算例说明了,本文方法可以用于拟合空间平面,且精度有一定优势。     

基于点云拟合的桥梁变形监测新方法研究

利用地面三维激光扫描实时、高速度、高精度、高密度、无接触的测量特点,对桥梁在不同工况下的状态进行扫描测量;利用点云数据特征提取和直线拟合等处理方法,进行了桥梁底面的变形提取和分析工作.实验结果表明,该方法能够有效获取桥底面连续变形信息,为桥梁的变形监测提供了一个新手段.     

空间直线的自适应阈值稳健拟合方法与优化

针对RANSAC算法应用于空间直线数据处理时具有较强的稳健性,但需要已知内点阈值且计算模型未能充分应用观测数据等问题,基于RANSAC算法提出了空间直线的自适应阈值稳健拟合方法;结合空间直线拟合的PEIV模型,优化了自适应阈值稳健拟合方法。仿真和工程实例数据表明,自适应阈值稳健拟合方法及优化算法可自动获取内点阈值;获得的空间直线几何参数估计具有最优统计特性,抗差性好,可靠性和实用性较强;对其他空间几何形体的稳健拟合处理具有参考意义。