本文關(guān)鍵詞：基于三維激光掃描的糧倉(cāng)儲(chǔ)量測(cè)量中點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理技術(shù)的研究

  更多相關(guān)文章： 三維激光掃描儀 LiDAR 點(diǎn)云配準(zhǔn) SIFT算法 OpenGL可視化 糧倉(cāng)體積測(cè)量

【摘要】：三維激光掃描儀(又稱“激光雷達(dá)”)能夠快速、有效地獲取空間點(diǎn)的三維坐標(biāo),產(chǎn)生場(chǎng)景的離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)。基于激光雷達(dá)以及點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理的技術(shù)在機(jī)器視覺(jué)、地形掃描和三維場(chǎng)景重建等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。本文重點(diǎn)研究三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理技術(shù),并將其應(yīng)用于大型糧食倉(cāng)庫(kù)的清倉(cāng)查庫(kù)工作中,以克服現(xiàn)有的人工丈量方法所面臨的低效率、低精度和高成本等問(wèn)題。本文主要研究成果以及創(chuàng)新工作體現(xiàn)在以下幾處：首先,在多站位點(diǎn)云的配準(zhǔn)階段,提出了一種基于二維圖像SIFT (Scale-Invariant Feature Transform)算法的三維點(diǎn)云特征提取算法,配合快速點(diǎn)特征直方圖(FPFH, Fast Point Feature Histograms)描述子,對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行“粗配準(zhǔn)”。對(duì)只含有點(diǎn)空間坐標(biāo)值的點(diǎn)云數(shù)據(jù),本文利用點(diǎn)云表面的幾何特征為點(diǎn)添加一個(gè)額外字段,用于特征搜索,使此類點(diǎn)云數(shù)據(jù)適用于改進(jìn)的SIFT算法。此外,還對(duì)原SIFT算法進(jìn)行了一定的修改和簡(jiǎn)化,降低了精度要求,提高了計(jì)算速度。在“精配準(zhǔn)”階段,使用了比較成熟的迭代最近點(diǎn)算法(ICP, Iterative Closest Point)。其次,本文改進(jìn)了點(diǎn)云的可視化及操控方案,直接采用了OpenGL接口函數(shù)來(lái)編寫底層的顯示程序。與點(diǎn)云庫(kù)PCL提供的基于VTK庫(kù)的點(diǎn)云可視化模塊相比,在顯示性能上有明顯的提高,支持多種格式的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；在平臺(tái)兼容性方面也優(yōu)于后者,能更好地與桌面應(yīng)用程序融合。針對(duì)糧倉(cāng)點(diǎn)云數(shù)據(jù),本可視化方案還增設(shè)了一些實(shí)用的渲染功能,如實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云按場(chǎng)景高度進(jìn)行顏色漸變渲染,分割后進(jìn)行類別渲染等。最后,本文設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了糧倉(cāng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)綜合處理顯示軟件,設(shè)計(jì)了完整的流程處理算法,并采用河北清苑糧倉(cāng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)該軟件處理得到的糧倉(cāng)體積與經(jīng)人工丈量所得的數(shù)據(jù)相差約2%。由于人工丈量是將糧倉(cāng)當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)形狀計(jì)算,所以軟件的實(shí)際誤差應(yīng)該更小,該軟件將可應(yīng)用于大型糧倉(cāng)的存儲(chǔ)體積計(jì)算工作中。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S379;TN249

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1 高恩陽(yáng);鄭昊鴻;;點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波方法綜述[J];科技資訊;2012年33期

2 龔書(shū)林;;三維激光點(diǎn)云處理軟件的若干關(guān)鍵技術(shù)[J];測(cè)繪通報(bào);2014年06期

3 趙強(qiáng);彭國(guó)華;王鋒;;點(diǎn)云精簡(jiǎn)的一種方法[J];西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年05期

4 李德江;張延波;于曼竹;姜麗麗;曲雪光;;基于掃描模式的點(diǎn)云修復(fù)技術(shù)研究[J];測(cè)繪與空間地理信息;2011年06期

5 蔡來(lái)良;李儒;;點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理算法與實(shí)現(xiàn)初步研究[J];測(cè)繪通報(bào);2012年S1期

6 詹慶明;張海濤;喻亮;;古建筑激光點(diǎn)云-模型多層次一體化數(shù)據(jù)模型[J];地理信息世界;2010年04期

7 曾敬文;朱照榮;丁銳;;基于立方體網(wǎng)格的數(shù)據(jù)點(diǎn)云約簡(jiǎn)和體積計(jì)算方法[J];測(cè)繪科學(xué);2008年06期

8 楊欣;姚海燕;;平面點(diǎn)云邊界參數(shù)識(shí)別[J];中國(guó)西部科技;2009年27期

9 孫瑞;張彩霞;;點(diǎn)云數(shù)據(jù)壓縮算法綜述[J];科技信息;2010年32期

10 張毅;閆利;;地面激光點(diǎn)云強(qiáng)度噪聲的三維擴(kuò)散濾波方法[J];測(cè)繪學(xué)報(bào);2013年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李文濤;韋群;楊海龍;;基于圖像的點(diǎn)云生成和預(yù)處理[A];2011年全國(guó)通信安全學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

2 蔡來(lái)良;李儒;;點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理算法與實(shí)現(xiàn)初步研究[A];第四屆“測(cè)繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇”論文精選[C];2012年

3 馬國(guó)慶;陶萍萍;楊周旺;;點(diǎn)云空間曲線的微分信息計(jì)算及匹配方法[A];第四屆全國(guó)幾何設(shè)計(jì)與計(jì)算學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

4 江倩殷;劉忠途;李熙瑩;;一種有效的點(diǎn)云精簡(jiǎn)算法[A];第十五屆全國(guó)圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

5 解輝;張愛(ài)武;孟憲剛;;機(jī)載激光點(diǎn)云快速繪制方法[A];第二十五屆全國(guó)空間探測(cè)學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集[C];2012年

6 李凱;張愛(ài)武;;基于激光點(diǎn)云的糧倉(cāng)儲(chǔ)糧數(shù)量測(cè)量方法[A];第二屆“測(cè)繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇”論文精選[C];2010年

7 朱曉強(qiáng);余燁;劉曉平;袁曉輝;Bill P.Buckles;;基于航拍圖像和LiDAR點(diǎn)云的城市道路提取[A];全國(guó)第19屆計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用（CACIS）學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2008年

8 劉虎;;基于線性八叉樹(shù)的點(diǎn)云簡(jiǎn)化與特征提取研究[A];促進(jìn)科技經(jīng)濟(jì)結(jié)合，，服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展——蚌埠市科協(xié)2012年度學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

9 李濱;王佳;;基于點(diǎn)云的建筑測(cè)繪信息提取[A];第四屆“測(cè)繪科學(xué)前沿技術(shù)論壇”論文精選[C];2012年

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1 曹裕華 高化猛 江鴻賓;激光點(diǎn)云 亦真亦幻[N];解放軍報(bào);2013年

2 中國(guó)工程院院士 劉先林;四維遠(yuǎn)見(jiàn)的裝備創(chuàng)新[N];中國(guó)測(cè)繪報(bào);2012年

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1 彭檢貴;融合點(diǎn)云與高分辨率影像的城區(qū)道路提取與表面重建研究[D];武漢大學(xué);2012年

2 劉涌;基于連續(xù)序列自動(dòng)快速拼接的全方位三維測(cè)量技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2013年

3 袁小翠;產(chǎn)品表面缺陷視覺(jué)檢測(cè)數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南昌大學(xué);2015年

4 韓峰;基于點(diǎn)云信息的既有鐵路狀態(tài)檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

5 金龍存;3D點(diǎn)云復(fù)雜曲面重構(gòu)關(guān)鍵算法研究[D];上海大學(xué);2012年

6 李揚(yáng)彥;基于點(diǎn)云的三維重建與形變事件分析[D];中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院;2013年

7 楊德賀;面向虛擬測(cè)方系統(tǒng)的點(diǎn)云聚類與擬合理論[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;2014年

8 何朝明;離散點(diǎn)云處理的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2007年

9 孟凡文;面向光柵投影的點(diǎn)云預(yù)處理與曲面重構(gòu)技術(shù)研究[D];南昌大學(xué);2010年

10 李寶;三維點(diǎn)云的魯棒處理技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 龔碩然;基于Delaunay三角剖分的點(diǎn)云三維網(wǎng)格重構(gòu)[D];河北大學(xué);2015年

2 楊紅粉;頻域技術(shù)應(yīng)用于點(diǎn)云配準(zhǔn)研究[D];北京建筑大學(xué);2015年

3 段紅娟;點(diǎn)云圖像交互式曲線骨架提取技術(shù)及其應(yīng)用[D];西南交通大學(xué);2015年

4 張永恒;散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方法研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年

5 吳愛(ài);面向特征擬合的點(diǎn)云簡(jiǎn)化方法研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

6 薛廣順;基于立體視覺(jué)的牛體點(diǎn)云獲取方法研究與實(shí)現(xiàn)[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

7 胡誠(chéng);精度約束下地表LiDAR點(diǎn)云抽稀方法研究[D];西南交通大學(xué);2015年

8 余明;三維離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2015年

9 陳星宇;基于三維彩色點(diǎn)云的地形分類方法研究[D];南京理工大學(xué);2015年

10 朱東方;基于復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)點(diǎn)云的曲線擬合研究與應(yīng)用[D];山東大學(xué);2015年

本文編號(hào)：1226318