馆藏文物三维测量与重建方法研究

本文提出了一种基于结构光技术的馆藏文物三维测量与重建方法。该方法基于结构光原理获取文物表面密集的点云数据,对点云数据进行粗差检测与剔除、拼接、融合、三维构网等步骤建立精确的文物三维几何模型,为了表现文物本身的颜色材质信息,用高分辨相机获取物体表面的纹理,并将纹理与三维几何模型配准,生成具有高度真实感的、精确的文物三维模型。通过多种文物对该方法进行了测试,证明了该方法具有快速高效、精确逼真、操作简便等特点。     

基于点云数据的文物精细建模

以天安门华表的激光扫描为例,通过对点云数据的多视点拼接、三维构网、纹理映射、数字展示等数据处理技术的研究,提出一种改进的内业技术流程,以解决精细建模过程中的一些技术难题。     

海量三维点云图割构网

针对现有海量点云数据构网占用内存较大、精准度较低等问题,该文基于图割构网与八叉树划分思想,提出一种海量点云数据三维构网算法。首先对点云数据构建八叉树索引,然后利用图割构网算法对叶子节点点云数据进行构网,最后通过网格合并操作实现最终网格生成。该算法能够自适应划分点云数据文件,并可以利用多线程动态调度图割构网和网格合并子线程,降低内存消耗的同时提高了运行效率。利用多组点云数据进行实验,结果表明,该文算法相对于经典的MVE算法在内存消耗、精度和完整度上都具有一定的优势。     

基于三维激光扫描数据的构筑物三角构网模型

三维激光扫描可以快速获得表面物体的三维空间的点云数据,但其数据量比较大,此外要利用这些点云数据表示构筑物表面,还需要建立表面数学模型。首先分析了激光扫描数据的采集原理和数据基本特点,具体给出了表面平面三角网生长算法,在此模型的基础上,利用三角形构成面后法线间夹角为判断依据,提出了空间三角构网的模型,并针对数据的复杂性和物体表面的不规则性,提出空间分区三角构网的方法,并以同济大学孔子头像为例给出了具体的实现方法。     

一种基于动态正方形的TIN构建算法

分析了不规则三角网的构网算法,提出了一种基于动态正方形的方式改进算法,实现了快速构网,用试验数据对算法进行了测试。     

基于球面投影的单站地面激光扫描点云构网方法

为正确判断点与点之间的邻接关系,结合单站地面激光扫描点云数据的特性,提出了利用球面投影对其构建三角网的方法;讨论了球面Delaunay构网方法的若干细节;采用球面有向搜索和球面LOP局部优化算法,提高了构网时间效率;实验表明本方法能快速、有效的对单站激光扫描点云构网。相似文献   

三维激光点云处理软件的若干关键技术

正一、点云处理工作三维激光点云需要处理的工作包括:点云去噪、点云平滑、点云编辑、点云分类、点云着色、目标识别、地物表面重构、影像与点云配准、基于影像与点云的单点测量、模型贴纹理等。地面三维激光扫描仪首先需要解决多测站点云快速拼接问题,包括地面站点云与车载、机载点云的拼接。二、点云处理关键技术1.点云数据存储海量点云的数据存储是点云处理首先需要考虑的一个基础性关键技术。目前比较常规的数据存储     

不规则三角网的几种数据结构及其存储机制研究

在比较分析了TIN的几种常见数据结构的基础上,针对TIN拓扑查询与搜索问题,提出了另外几种强调边拓扑信息的TIN数据结构,根据拓扑关系的表达方式可以将它们分为内存索引式结构、数组索引式结构及二者的混合结构,并给出了这些数据结构的多种序列化存储方式:数组索引直接存储、对象ID存储法、PythoncPickle存储、对象内存地址的存储法。研究比较发现数组索引直接存储的数据占用空间最少,对象ID存储法和对象内存地址存储法的二进制方式占用空间相同,Python cPickle只适合于极小规模的TIN数据的存储。对基于不同数据结构的TIN模型构网效率测试表明,不包含边信息的结构的构网效率最高,含有边信息的结构中采用数组索引表示拓扑关系的构网效率最高。研究结果将对TIN模型的软件实现具有理论及应用价值。     

高铁轨道基准网3维构网测量及其平差方法

针对当前高速铁路轨道基准网存在的不足,提出了一种基于3维自由测站交会构网的轨道基准网测量及其数据处理的新方法。首先采用边角网间接平差的严密精度估算方法,对轨道基准网的点间相对精度进行仿真计算;然后结合西南交通大学轨道基准网实验网实测数据,采用自检校3维网平差方法进行数据处理。通过仿真计算和对实验数据的计算分析,认为构网法可以用于轨道基准网3维网测量及其数据处理。而且该方法严谨、效率更优,可供有关部门参照和借鉴。     

基于并行计算的海量点云狄洛尼构网方法探讨

针对现有Delaunay三角网购网方法研究的不足,文章提出一种基于并行计算的海量点云Delaunay方法:根据Delaunay分治构网的思想,将Delaunay构网分为数据分割、构建子网和子网合并3个步骤;设计了一种自适应的四叉树结构来分割和映射数据文件,并依据OpenMP并行标准中的Fork/Join并行模式,分层执行构网运算和合并运算;最后,使用一种改进的WFM-JLP调度算法来调度构网和合并运算以取得较好的负载均衡。实验证明:该方法能较好地降低算法的运行内存,减少运算时间。     

基于航空影像的屋顶半自动重建研究

以航空影像为数据源,设计了一套完整的屋顶快速半自动建模方案。整个建模流程可分为数据获取、数据预处理、几何建模、纹理映射4个阶段。在数据获取阶段,定义了适合于后续建模的两种房屋的屋顶编码方式。在几何建模阶段,利用带约束条件的Delaunay三角构网来构建复杂屋顶几何结构。在纹理映射阶段,提出了一种纹理优化选择算法,选择最佳纹理进行贴图。实验结果表明,此半自动建模方法重建屋顶模型正确率高,纹理贴图精度满足要求。     

基于深度图像的小面元微分纠正方法研究

地面激光雷达数据和纹理影像结合的应用越来越广泛,如文物保护领域、虚拟现实、城市建设及智慧城市等,这些领域都需要建立三维模型。地面激光雷达技术能快速、精确地获取丰富的建筑物三维点云信息并存储到计算机中,结合高分辨率影像的纹理信息,可满足具有真实感三维模型的重建需求,但在地面激光雷达数据和纹理影像结合生成彩色三维模型的过程中,纹理映射时,以影像为单位进行分块映射,相邻纹理分块之间会产生几何接缝现象,导致映射后的模型真实感程度降低。针对几何接缝问题,本文提出了基于深度图像的小面元微分纠正方法。     

基于机载LiDAR点云数据的多级分段提取电力线方法

基于机载LiDAR点云数据,针对采用随机采样一致性、霍夫变换的直线检测方法进行电力线提取时存在受测区环境干扰较大、处理过程较为复杂等情况,提出了一种多级分段的电力线提取方法.首先,采用二维格网进行原始点云数据的存储并利用高差信息去除地形以及近地面的地物;其次,采用主成分分析以及随机采样一致性等算法提取出粗略的电力线点;...     

倾斜影像应用于建筑物三维建模研究

利用小型多旋翼无人机搭载单镜头微单相机,从低空快速获取地物的三维信息,来满足城市快速发展对数据获取的需求,并提出一种新的纠正方法对优选的纹理进行纠正,重新赋予像点灰度值。实验结果表明,经过纠正后的纹理图像能够用来对三维模型进行构建。     

大型遥感影像数据库中的海量数据管理技术

本文对现有遥感影像数据管理方法进行了讨论，针对其存在的不足，提出基于存储区域网（SAN）技术，采用在线、近线、离线的三级存储模式以及分级管理方法解决数据的物理存储问题；采用大对象（LOB）行数据组织，结合数据分块、索引、调度技术，解决了数据的快速加载问题。工程应用实际表明，该方法能够满足海量遥感影像数据的管理需求。     

一种倾斜摄影模型精细融合方法

现有三维模型融合方法多采用对原有三角面片顶点重新构网的方式,容易导致原有模型几何特征丢失及纹理失真等。本文针对倾斜摄影模型自身特点,提出了一种模型精细融合方法。首先,以一个模型作为中心模型,并以另一模型与中心模型外轮廓的空间关系计算融合区域;然后,以中心模型外轮廓作为约束,对原始模型三角面片进行精细剖分;最后,基于精细剖分的三角面片进行纹理坐标的插值计算。以实际倾斜摄影数据进行试验的结果表明,本文方法融合后的网格模型拓扑结构正确,融合边界不存在漏洞、裂缝和错位等情况,而且纹理过渡自然,颜色无明显差异。     

基于DLG数据的植被快速构面研究

以高分辨率遥感影像及1︰5000DLG数据为研究对象,采用面向对象的多尺度分割方法,充分利用分割对象的光谱特征、几何特征及纹理特征等信息,同时运用1︰5000DLG数据中的植被标识点及植被线,自动进行植被的快速构面,从而提升植被构面的效率,然后考虑测绘生产中植被信息提取的精度和效率因素对植被构面成果进行边缘规范化处理。该研究对地面其他面状地理要素准确提取及提高效率具有一定的借鉴意义。     

融合纹理信息的实景三维模型简化算法

针对二次误差测度(QEM)网格简化算法难以保留局部细节特征的缺点,该文提出了一种融合纹理信息的网格简化算法.该算法通过高斯滤波和拉普拉斯运算对纹理贴图预处理来获取像素点的纹理高低值,并以此改变边折叠代价来优化简化效果,从而有效保留三维网格模型的细节特征,助于多层次细节特征等后续操作.该文依据倾斜摄影获取影像构网生成的三维网格数据为试验数据,采用该文算法进行试验,并与传统QEM算法比较.结果表明,该文算法简化效率及简化精度均高于QEM算法.     

一种基于结构光测量系统的逆向工程方法

首先设计了一种基于编码结构光的形状扫描系统,可以快速地获取零件表面密集的点云数据;又设计了一个旋转平台和一种基于圆柱体的旋转平台标定方法,对获取的零件表面点云数据进行构网建模、剖面处理,然后利用Pro/Engineer软件进行剖面线修复与设计,最后得到完整的符合工业标准的工业零件三维造型,可直接用于工业再加工和制造。为了验证该方法的有效性,本文利用几个涡轮叶片进行了测试。     

海量地形数据实时可视化技术研究

针对海量地形数据实时可视化,提出了一种瓦片金字塔模型和线性四叉树索引相结合的地形数据管理模式,利用视景体裁剪和基于分辨率测试的目标瓦片快速搜索算法,实现了地形数据的实时装载,采用基于动态二叉树构网的方法,实现了地形数据的实时绘制.