發(fā)布時間：2021-08-02 10:43

　　近年來,地面三維激光掃描儀在眾多領域得到了廣泛應用,在信息化時代扮演著越來越重要的角色。地面三維激光掃描儀的硬件得到了迅速發(fā)展,但是數(shù)據(jù)處理具有一定的滯后。地面三維激光掃描儀采用測站坐標系,相鄰測站采集數(shù)據(jù)的坐標系不統(tǒng)一。為了使不同測站的點云數(shù)據(jù)坐標系統(tǒng)一,需要進行點云拼接。點云拼接是點云數(shù)據(jù)處理的第一步,點云拼接的精度影響后續(xù)數(shù)據(jù)處理的精度,因此,點云拼接也是數(shù)據(jù)處理的關鍵一步。論文針對點云拼接進行了研究,研究工作主要從點云粗拼接、點云分割、點云精拼接三個方面展開。論文的主要創(chuàng)新點如下:（1）基于點云數(shù)據(jù)的平面特征,提出了一種引入RANSAC算法的點云自動拼接模型。該模型利用RANSAC算法實現(xiàn)數(shù)據(jù)集和模型集中同名平面的自動匹配,進而實現(xiàn)兩站點云自動拼接。隨機從數(shù)據(jù)集和模型集中各抽取三個平面,利用平面參數(shù)計算坐標系轉換參數(shù),將坐標系轉換參數(shù)作用于數(shù)據(jù)集。計算數(shù)據(jù)集中每一個平面與模型集中所有平面的夾角,設置夾角閾值,平面夾角小于閾值的兩個平面為同名平面,然后利用同名平面參數(shù)計算坐標系轉換參數(shù)。實驗結果證明:當相鄰測站中同名平面完全重疊、同名平面部分重疊和相鄰測站平面?zhèn)�數(shù)不同時,本文算法... 

【文章來源】：戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學河南省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景、目的、意義
        1.2.1 研究背景
        1.2.2 研究目的、意義
    1.3 點云拼接研究現(xiàn)狀
        1.3.1 特征法
        1.3.2 輔助法
        1.3.3 直接法
    1.4 研究思路
    1.5 論文章節(jié)安排
第二章 點云拼接基礎理論
    2.1 點云拼接定義
    2.2 坐標轉換經(jīng)典模型
        2.2.1 坐標轉換的物理意義
        2.2.2 Bursa-Wlof模型
        2.2.3 四元數(shù)模型
        2.2.4 奇異值分解模型
        2.2.5 羅德里格模型
        2.2.6 四種坐標轉換模型的優(yōu)缺點
    2.3 點云拼接常用方法
        2.3.1 基于平面的點云拼接
        2.3.2 基于法向量的ICP拼接算法
    2.4 本章小結
第三章 基于平面特征的點云自動拼接
    3.1 基于霍夫變換提取平面
        3.1.1 點云法向量計算
        3.1.2 提取平面
        3.1.3 平面擬合
    3.2 基于平面自動匹配的點云拼接
        3.2.1 平面自動匹配的基礎
        3.2.2 平面特征自動匹配
    3.3 實驗結果與分析
    3.4 本章小結
第四章 顧及面型的改進ICP點云精準拼接方法
    4.1 點云分割與曲面擬合
        4.1.1 基于RANSAC的點云分割
        4.1.2 基于MLS的曲面擬合
    4.2 改進的ICP點云拼接
        4.2.1 改進原理
        4.2.2 基于點云分割的ICP拼接
    4.3 實驗結果與分析
        4.3.1 混合面狀點云拼接
        4.3.2 平面面狀點云拼接
        4.3.3 曲面面狀點云拼接
    4.4 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 論文的主要工作與總結
    5.2 今后工作展望
致謝
參考文獻
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]三維激光掃描點云數(shù)據(jù)處理研究進展、挑戰(zhàn)與趨勢[J]. 楊必勝,梁福遜,黃榮剛.  測繪學報. 2017(10)
[2]點云信息提取研究進展和展望[J]. 張繼賢,林祥國,梁欣廉.  測繪學報. 2017(10)
[3]基于改進RANSAC算法的道路直線提取方法[J]. 吳劍亮,李艷,高揚,黃小賽.  地理空間信息. 2017(05)
[4]平面參數(shù)空間的實時三維點云配準方法[J]. 王力宇,曹其新,王雯珊.  高技術通訊. 2017(04)
[5]一種簡便的三維激光點云拼接模型[J]. 廖中平,劉科,丁美青,王強,陳帥.  長沙理工大學學報(自然科學版). 2016(03)
[6]基于法向量改進的ICP算法[J]. 楊小青,楊秋翔,楊劍.  計算機工程與設計. 2016(01)
[7]地面激光掃描點云數(shù)據(jù)預處理綜述[J]. 李廣云,李明磊,王力,楊凡,王瑞鵬.  測繪通報. 2015(11)
[8]不同場景的地面激光點云配準方法研究[J]. 鄭敏輝,臧玉府,梁福遜,楊必勝.  測繪通報. 2015(08)
[9]基于平面特征的地面雷達點云配準算法[J]. 張東,黃騰.  測繪科學. 2015(11)
[10]大規(guī)模城市三維重建中點云配準及平面提取研究[J]. 王瑞巖,姜光,丁瑜禎,高全學.  信號處理. 2015(06)

碩士論文
[1]基于激光點云的平面特征提取研究[D]. 紀思源.解放軍信息工程大學 2017
[2]基于平面提取的三維點云點配準算法研究[D]. 肖博文.中國科學院大學(工程管理與信息技術學院) 2016
[3]點云處理方法研究及在文物虛擬復原中的應用[D]. 劉亞楠.西北大學 2015
[4]散亂點云數(shù)據(jù)配準方法研究[D]. 張永恒.長安大學 2015
[5]基于改進的ICP算法的點云配準技術[D]. 張蒙.天津大學 2013
[6]基于采樣球和ICP算法的點云配準方法研究[D]. 孟禹.清華大學 2012
[7]光柵投影三維形貌測量有關技術研究與系統(tǒng)設計[D]. 呂威.東北大學 2012
[8]激光點云數(shù)據(jù)壓縮的精簡研究[D]. 喜文飛.昆明理工大學 2011
[9]深度圖像配準技術的研究及在古遺址數(shù)字化展示中的應用[D]. 王海峰.西北大學 2011
[10]公共管理視角下的歷史文化遺產(chǎn)保護對策研究[D]. 韓倩倩.蘇州大學 2011



本文編號：3317419