【摘要】：隨著大數(shù)據(jù)時代的浪潮鋪卷襲來,人們在各行各業(yè)不同領域對于數(shù)據(jù)信息的要求逐步攀升,利用三維激光掃描技術快速并且大量獲取各項空間信息數(shù)據(jù)已經不再是新鮮事,三維激光掃描系統(tǒng)操作簡單,雖具有高精度,快速獲取龐大點云空間信息等能力,但數(shù)據(jù)缺失的現(xiàn)象頻頻出現(xiàn),不可忽略。點云數(shù)據(jù)的缺失將在很大程度上影響目標物模型重建等點云數(shù)據(jù)的后處理工作,給研究應用人員帶來不便。本文以重慶市“涂山寺”以及重慶交通大學校園部分建筑物的三維激光掃描點云數(shù)據(jù)為依托,針對點云數(shù)據(jù)缺失的修復方法進行了相關的研究,其主要工作如下:(1)通過查閱大量文獻資料,對本文的研究背景及意義進行了分析,梳理了國內外相關數(shù)據(jù)缺失修復的方法的研究現(xiàn)狀;介紹了三維激光掃描技術特點及其應用;(2)依照外業(yè)采集的數(shù)據(jù),通過對不同的掃描環(huán)境和掃描條件進行分析根據(jù)相應數(shù)據(jù)缺失的特征,系統(tǒng)的總結了地面三維激光掃描數(shù)據(jù)的三種不同缺失類型,其中包括外物遮擋缺失、掃描盲區(qū)缺失以及鏡面反射缺失等類型;(3)針對三維激光掃描的點云數(shù)據(jù)缺失,為了能夠充分展示目標物的真實形態(tài),改進了邊緣處理法,增加了添加采樣點以及新增三角形、細化優(yōu)化等步驟,進行了相關實例驗證,證明邊緣處理法具有一定普適性,適用于不同種類的掃描目標物邊緣,基于真實的三維數(shù)據(jù),建立的曲面模型能更真實地還原建筑物邊緣三維形態(tài),呈現(xiàn)多的細節(jié)特性;(4)針對最為普遍的外物遮擋導致的點云數(shù)據(jù)缺失,提出了還原激光路徑法。通過相關的實例驗證,證明還原激光路徑法保持了原始掃描密度,該方法能在一定程度上有效地對因外物遮擋所導致的點云數(shù)據(jù)缺失進行恢復。
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P225.2
【圖文】：

圖 2.3 脈沖法測距原理2）相位測距法不同于脈沖測距法，相位測距只需探測發(fā)射和接收激光信號的相位差，解待測目標的距離。相位測距法測距精度高(可達毫米級)，一般應用于精近距離掃描[38]。相位測距法的原理是基于無線電波段的頻率，對激光束進行幅度調制，制光在被測距離上一次往返產生的相位差。然后依據(jù)調制光波長，計算表的距離，即間接測定往返時間差[39]。設定往返傳播一次的相位差為，是 f ，由式（2.2）可求所測距離 S 。 Φ=fCS22π3）激光三角法測距激光三角測距是依據(jù)三角形的幾何關系解算掃描中心和目標物之間的距

圖 2.4 激光三角測距原理激光三角測距范圍一般是在幾十米以內，通常應用在逆向工業(yè)測量中，精以達到亞毫米級[41]。（2）搭載平臺根據(jù)不同的搭載平臺可將三維激光掃描系統(tǒng)分為以下四類：1） 地面三維激光掃描系統(tǒng)地面三維激光掃描系統(tǒng)是目前應用最為廣泛的三維激光掃描系統(tǒng)。常見的三維激光掃描系統(tǒng)通常由掃描儀、筆記本電腦、數(shù)碼相機、靶球（標）和周材幾大部分組成。掃描儀內部主要有[36]：激光測距部件、激光掃描部件、自制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以快速、高效地對目標物進行掃描，獲取其有效的三維空置信息，適用于各類工程建設應用和科學研究。2） 車載三維激光掃描系統(tǒng)顧名思義，以汽車為搭載平臺的三維激光掃描系統(tǒng)即車載三維激光掃描系統(tǒng)下圖 2-3 所示。掃描所用的儀器通常分開放置在車頂不同位置，該系統(tǒng)在工作時掃描儀按其各自的角度進行全方位掃描，GPS 可以實時定位汽車的當前位置

圖 2-3 車載三維激光掃描系統(tǒng)3） 機載三維激光掃描系統(tǒng)對于車載三維激光掃描系統(tǒng)所不能達到的掃描空間，應用搭載在飛行器上的機載三維激光掃描系統(tǒng)不失為一個更好的選擇。直升機等飛行器作為搭載平臺，由掃描儀、飛機慣導系統(tǒng)（INS）、成像裝置、GPS 定位系統(tǒng)、計算機及電源構成，如圖 2-3 所示。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 浮丹丹;周紹光;徐洋;陳超;;基于主成分分析的點云平面擬合技術研究[J];測繪工程;2014年04期

2 歐斌;;地面三維激光掃描技術外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法研究[J];測繪與空間地理信息;2014年01期

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本文編號：2748109