【摘要】：三維激光掃描儀在采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)時,由于自身或周圍環(huán)境的遮擋會造成點(diǎn)云數(shù)據(jù)的不完整,即點(diǎn)云數(shù)據(jù)存在孔洞。不完整的點(diǎn)云數(shù)據(jù)會影響三維模型的重建,所以研究修補(bǔ)點(diǎn)云孔洞的方法是很有必要的。本文引入攝影測量技術(shù),采集點(diǎn)云孔洞位置周圍的實(shí)體影像數(shù)據(jù),通過運(yùn)動恢復(fù)結(jié)構(gòu)算法(SFM)和基于面片模型的密集匹配(PMVS)將影像數(shù)據(jù)解算成原始影像點(diǎn)云數(shù)據(jù),經(jīng)過兩種點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn),重疊區(qū)域原始影像點(diǎn)云數(shù)據(jù)的刪除和影像點(diǎn)云數(shù)據(jù)的最優(yōu)密度選擇完成兩種數(shù)據(jù)之間的融合,從而完成點(diǎn)云數(shù)據(jù)的孔洞修補(bǔ),并進(jìn)行精度分析。論文的主要研究成果如下:(1)影像數(shù)據(jù)解算時,詳細(xì)介紹了SFM和PMVS方法。利用SFM通過在圖像中進(jìn)行特征點(diǎn)的提取與匹配、張正友相機(jī)標(biāo)定法進(jìn)行內(nèi)參數(shù)矩陣的標(biāo)定、相機(jī)姿態(tài)的計算,最后利用三角測量法生成稀疏的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。利用PMVS對圖像進(jìn)行匹配、擴(kuò)散和過濾生成密集點(diǎn)云。(2)為了提高兩種點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)精度,本文利用七參數(shù)算法中的Bursa模型完成兩種點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精配準(zhǔn),重點(diǎn)介紹重心化的Bursa模型,尺度初始值的選取方法。實(shí)驗結(jié)果表明,這種方法能有效的完成兩種數(shù)據(jù)的精確配準(zhǔn)。(3)為了減少重疊區(qū)域的點(diǎn)云數(shù)據(jù),本文利用k-鄰近算法在兩片點(diǎn)云中尋找對應(yīng)點(diǎn)對,利用對應(yīng)點(diǎn)對之間的距離完成點(diǎn)云是否位于重疊區(qū)域的篩選工作。實(shí)驗結(jié)果表明,這種方法能有效的篩選位于重疊區(qū)域的原始影像點(diǎn)云數(shù)據(jù),進(jìn)而刪除原始影像點(diǎn)云數(shù)據(jù)中位于重疊區(qū)域的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。(4)鑒于影像數(shù)據(jù)的精度低于點(diǎn)云數(shù)據(jù),通過斷面法比較出影像點(diǎn)云數(shù)據(jù)的最優(yōu)密度。首先研究了點(diǎn)云數(shù)據(jù)密度的計算方法,并介紹了點(diǎn)云數(shù)據(jù)精簡和點(diǎn)云數(shù)據(jù)插值的多種方法。其次采用了最小距離法精簡影像點(diǎn)云數(shù)據(jù),采用最近鄰點(diǎn)插值法對影像點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行插值,得到多種密度的影像點(diǎn)云數(shù)據(jù)。通過斷面法比較得出最優(yōu)密度。實(shí)驗結(jié)果表明,綜合點(diǎn)云數(shù)量的考慮,選用最優(yōu)影像點(diǎn)云數(shù)據(jù)是對應(yīng)待修補(bǔ)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的1.2倍。(5)為了檢驗利用影像數(shù)據(jù)修補(bǔ)點(diǎn)云數(shù)據(jù)方法的可行性,本文采用表面積反和偏差法進(jìn)行精度分析。實(shí)驗結(jié)果表明,表面積法得到的面積比均小于0.5%,偏差法得到的偏差最大為0.0036m,最小為0.0015m。
【圖文】：

2-1 三維激光掃描儀的工作原理orking principle of a three-dimensional las{ = = = 一種新型技術(shù)，通過激光掃描測量他屬性信息，主要有以下幾種數(shù)據(jù)激光掃描儀不需要直接接觸目標(biāo)表面的幾何信息。這個優(yōu)點(diǎn)既可以保到危險區(qū)域或難以到達(dá)區(qū)域的數(shù)據(jù)人員在采集數(shù)據(jù)時，，只需要設(shè)置始工作，掃描指定的目標(biāo)物體。描儀可以設(shè)置不同的采樣點(diǎn)間距

2 三維激光掃描技術(shù)和攝影測量技術(shù)-6000、RIEGL VZ-2000。其中 RIEGL V全波形回波技術(shù)（waveformdigitizatioon-line waveform analysis）的儀器，纖角分辨率可以達(dá)到 0.0005°。它還可以單次回波技術(shù)只能觀測到單一目標(biāo)。此統(tǒng)獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)具有均勻分布、完全依賴于它的多棱鏡快速掃描技術(shù)。即便-1000 三維激光掃描成像系統(tǒng)也能完成高00 三維激光掃描儀。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P23

【參考文獻(xiàn)】

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1 田苗;郝向陽;劉松林;張小東;;基于點(diǎn)離散度的張正友標(biāo)定法[J];全球定位系統(tǒng);2015年06期

2 王果;崔希民;俞世煒;岳沖;;應(yīng)用掃描光線重建法的建筑立面遮擋點(diǎn)云恢復(fù)[J];測繪通報;2014年05期

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本文編號：2701889