目前,三維掃描這種新興的技術手段憑借其高精度面式數(shù)據采集能力在生產活動中得到了廣泛的應用,但是所采集的數(shù)據中存在大量的冗余點云,這些數(shù)據的存在對數(shù)據處理的軟件和硬件性能提出了較高的要求,同時增加后期數(shù)據處理的時間,降低效率。此外,一些生產活動中需要對同一地區(qū)的數(shù)據進行多次采集,并使用所采集的多期數(shù)據進行配準,分析不同時間采集點云之間的差別,實現(xiàn)各自的監(jiān)測需求。因此,本文對針對這種情況,使用不同的數(shù)據提取方法提取了點云中的常見地物特征,并使用所提取的同名特征進行時序點云之間的坐標系統(tǒng)一,同時進行精度評價與實地應用,主要工作如下:（1）利用不同的監(jiān)督學習方法生成監(jiān)督分類模型對掃描點云中的圓柱狀對象進行提取。介紹了監(jiān)督學習的基本步驟、需要考慮的問題以及其他重要因素;然后對不同監(jiān)督學習方法分類原理進行了闡述。利用不同監(jiān)督分類原理生成的分類模型對數(shù)據進行分類,并利用混淆矩陣對分類結果進行精度評價。結果表明,加權K最近鄰分類在所選用的分類模型中所提取的點云數(shù)據的分類效果最佳。（2）利用鄰域幾何特征對建筑物的特征部位進行提取。利于球形鄰域搜索在梯度搜索半徑下構建特征點的球形鄰域集合;計算特征點的幾何... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術路線圖

碩士學位論文82三維激光掃描與點云處理技術介紹2Introductionof3DLaserScanningandPointCloudProcessingAlgorithms2.1三維激光掃描系統(tǒng)簡介（Introductionof3DLaserScanning）目前，三維激光掃描技術已經越來越多地應用到了工程測量的各個領域，相比于傳統(tǒng)的監(jiān)測手段如全站儀、GPS等，三維激光掃描技術具有著非接觸性、數(shù)據采集實時性、數(shù)據量大等優(yōu)點，在保證數(shù)據精度的同時構建點云模型，獲得更為全面的面狀信息，為研究目標形變特征提供了一種更為高效可靠的手段。（1）三維激光掃描技術（3DLaserScanningTechnology）如圖2-1所示，在采集目標地物點云數(shù)據時，將三維激光掃描儀與筆記本電腦通過數(shù)據線連接，并在合適的地區(qū)合理布設好標靶后即可通過筆記本進行測量作業(yè)操作，獲取完目標點云數(shù)據后，同樣可以使用三維激光掃描儀配套軟件進行數(shù)據的處理分析等工作。圖2-1RigelVZ-1000三維激光掃描系統(tǒng)Figure2-1RigelVZ-1000laserscanningsystem2.1.1三維激光掃描原理三維激光掃描技術的本質是激光測距，它能夠在短時間內快速發(fā)射激光獲取海量的目標點云坐標數(shù)據。如圖2-2所示，三維激光掃描儀架設在o點，o為已知點，且儀器高已知，從o點發(fā)射激光，沿X、Y軸進行橫縱向掃描，并記錄下激光往返于儀器和目標點之間的時間，從而得到目標點與儀器之間的距離S，再根據掃描儀內部的精密時鐘控制編碼器記錄下角和，從而利用公式2-1計算出目標點的三維坐標。

2三維激光掃描與點云處理技術簡介9圖2-2三維激光掃描示意圖Figure2-2Three-dimensionallaserscanningschematiccoscoscossinsinxSySzS（2-1）2.1.2掃描儀系統(tǒng)構成三維激光掃描儀中集成了激光測距、激光掃描、驅動馬達、集成式CCD相機和儀器內部控制與校正系統(tǒng)。1.激光測距系統(tǒng)三維激光掃描儀測距方式有三種：三角測距式、相位式和脈沖式。（1）三角式：激光發(fā)射器發(fā)射的經掃描棱鏡到達目標，目標反射信號被透鏡后的CCD接收。根據CCD、激光發(fā)射器以及目標表面之間的幾何關系可得激光發(fā)射點到目標的距離，不同工作模式的原理圖如圖2-3~圖2-4所示[80]。圖2-3單CCD式圖2-4雙CCD式Figure2-3SingleCCDFigure2-4DoubleCCD如圖所示，發(fā)射激光和掃描儀基線間的夾角，為返回激光與掃描儀基線夾角，為儀器軸向自旋轉角度。儀器中心、激光發(fā)射中心與CCD中心的連線、垂直于連線并指向目標的連線共同構成儀器坐標系，P的坐標為：

【參考文獻】：
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博士論文
[1]動態(tài)沉陷區(qū)地面激光掃描數(shù)據處理關鍵問題研究[D]. 敖建鋒.中國礦業(yè)大學 2013

碩士論文
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本文編號：3394412