地面三维激光扫描标靶研究

标靶在地面三维激光扫描中的主要作用是点云拼接中的连接点和坐标转换中的控制点.平面型标靶获取精度与扫描角度和扫描距离有关.利用LeicaHDS3000扫描仪通过两个试验分析了不同扫描角度和距离条件下的标靶获取精度指标.     

基于地面激光扫描数据的建筑物边界规则化方法研究（英文）

基于地面激光扫描数据,提出了一种新的建筑物边界规则化方法,不仅可以对建筑物整体而且可以对不同侧面进行规则化,包括立面墙面、门和窗户等.首先对海量原始激光点云利用高效的随机采样一致性算法分割为不同的平面面片,然后利用2Dα-shapes算法提取建筑物点云数据.在此基础上,利用本文提出的边界规则化算法产生一个规则多边形进而实现建筑物边界规则化.利用实际地面扫描数据对该算法进行验证,表明本文方法可以针对不同密度的点云进行自适应调整,不仅效率高,而且可以达到非常满意的建筑边界规则化效果.该研究成果对于利用地面激光扫描数据进行建筑物三维建模具有一定的参考意义.     

激光扫描点云中运动图像边界信息提取方法北大核心CSCD

使用距离地面较远的机载激光扫描获取运动图像边界信息数据,得到的数据点密度较低,无法精细提取运动图像边界信息,因此设计一种激光扫描点云中运动图像边界信息提取方法。首先获取激光扫描点云运动图像,对其中的三维激光扫描仪、惯性测量单元等装置进行组合并设置相关的参数,并对激光扫描点云得到的数据预处理,使用八叉树建立离散点之间的关系,通过点云体素化完成去噪,最后通过地物聚类完成运动图像特征点云三维信息的提取。实验结果表明,所设计方法提取准确性较高,完整性较好,提取质量效果较佳,均超过了97%,具有较好的提取效果。     

建筑物轮廓双向驱动自适应分割重构的规则化方法

针对从高分遥感影像中提取建筑物易受阴影和植被等遮挡而导致错误检测的问题,提出一种建筑物轮廓双向驱动自适应分割重构的规则化方法。首先采用基于最小外接矩形（MBR）的平直旋转变换算法,旋转建筑物轮廓至水平或竖直状态,减少轮廓图形学显示上的锯齿表征;然后设计MBR和Shi-Tomasi联合双向驱动建筑物轮廓自适应分割算法,将轮廓化整为零精准分割形成局部片段;最后提出基于局部最优权拟合的轮廓重构算法,依次对局部片段进行属性分配、约束重组、最优权拟合与坐标重组,实现建筑物轮廓的规则化。实验结果表明,与初始提取结果相比,经所提方法规则化的轮廓视觉效果更好。与同类基于栅格填充、角点校正、最优外接矩形拟合和主方向的4种轮廓规则化方法相比,所提方法在保证规则化效率的同时,精度也更高,具有更广泛的适用性,对常见包含不同角度变化的复杂建筑物均能得到更加规整的轮廓,可作为建筑物提取后处理规则化的参考手段。     

激光扫描测量信号边界检出方法研究

信号边界检出是激光扫描测量系统实现稳定和高精度测量的关键技术之一.本文对标准电平切割法和二次微分法等边界检出方法的特点进行了分析和比较.基于光电共轭原理,设计了一种可实现光电共轭信号边界检出的新型电路,并使用仿真软件Multisim对该电路进行了动态仿真,表明该电路采用测量信号的自共轭函数作为参考基准,通过确定两共轭交点可稳定实现信号的边界检出.实验验证了该甄别电路,具有灵敏度高、自适应特性好的优点.     

激光扫描与倾斜摄影空地协同的建筑物三维模型构建方法

建筑三维模型是智慧城市建设的关键空间数据基础设施。针对当前倾斜摄影建模、激光点云建模等单一建模方法存在局限性,融合建模方法存在工作量大、效率低、误差积累大等问题,提出一种利用激光扫描与倾斜摄影空地协同的建筑物实景三维模型构建方法。首先利用倾斜摄影获取建筑顶层和侧面中上部分的点云,增加贴近摄影方法提升建筑侧面效果,利用激光视觉跟踪快速扫描建筑物中低层并实时拼接。其次对两种点云进行去噪与精简,采用特征点匹配算法与ICP配准方法结合的方式进行精确配准,最终构建完整的建筑实景三维模型。最后通过试验开展模型结果分析、精度评估及效率分析。结果表明,该方法构建的三维模型不仅效果较好、精度高,而且效率得到较大提升,为建筑物三维模型构建提供了一种新方法,具有很好的工程应用价值。     

基于激光点云的建筑平立剖面图半自动绘制

地面激光扫描是一种可以快速精确获取室内外环境三维数据的有效手段。近年来激光扫描技术在古建筑保护与归档中得到了广泛的应用。建筑平面图、立面图、剖面图能够准确直观地表现出建筑的真实状态,因此平立剖面图绘制对于古建筑保护有非常重要的作用。但是,利用地面激光扫描数据进行平立剖面图的绘制需要大量的人力和时间。因此,本文提出了一种基于地面激光点云的建筑平立剖面图半自动绘制的方法,该方法包括三个部分,首先利用地面激光点云数据生成正射深度影像,然后从正射深度影像中对线特征进行提取,最后对建筑部件进行进一步的细化和完善。实验结果证实了本文提出方法的有效性,可以在平立剖面图绘制中大量的减少数据处理量和人工的参与。     

基于地面激光的探地雷达图像地形校正方法

为消除地形起伏对探地雷达图像畸变和解译的影响,需进行地形校正处理。本文主要通过地面激光建立的数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)来实现探地雷达图像的地形校正。首先,利用激光点云构建高精度DEM,借助靶球标记的雷达测线起始和结束位置实现雷达图像与DEM上提取出相应的二维地形剖面之间的匹配。然后,选择测线上最高点所在的水平面为参考基准面,根据时间移位原理并结合线性插值法对雷达图像上各道数据的双程传播时间进行校正;最后,选择实例数据并以差分GPS采集的地形数据为标准,着重分析了不同分辨率DEM下提取出的地形剖面对地形校正效果的影响。结果表明利用激光点云建立DEM实现探地雷达图像地形校正的有效性,当DEM分辨率与探地雷达数据采集道间距相一致时,从DEM上提取出的地形剖面实现探地雷达图像地形校正的效果最佳。     

采用激光扫描点云拟合自由曲面的重构特性研究

三维激光扫描仪可快速获取物体表面离散点云,研究了离散点云曲面拟合以及提高曲面品质的方法.讨论了控制点、曲面阶次、节点数等因素对曲面重构精度的影响,控制顶点的增减与位置改变直接导致重构曲面控制网格的变化和曲面拟合精度,对于百万点云数量,剖分为100个四边域面片,选用60～80个控制点比较适宜.通过提高曲面拟合阶次和节点数...     

脐带血与先天性心脏病患儿红细胞的光谱分析

为了探讨脐带血红细胞和先天性心脏病患儿红细胞的内容物的改变情况及其变化机理,为先天性心脏病的产前诊断提供有用信息,采用激光光镊喇曼光谱系统,测定了脐带血红细胞与先天性心脏病患儿红细胞的喇曼光谱,通过对两者喇曼光谱进行比较分析,发现脐带血红细胞与先天性心脏病患儿红细胞的光镊喇曼光谱有较大的差异。与脐带血红细胞相比,先天性心脏病患儿红细胞的整体谱线偏弱,部分的特征谱线发生位移。该研究结果将为提高胎儿先天性心脏病的检出率提供一种新的、快速简便的光谱分析手段,为临床诊断提供有力的实验依据。     

浅谈基于点云数据的房屋三维建模

基于点云数据处理的三维重建技术突破了基于二维投影信息对目标物体建模在几何精度方面的瓶颈,重新构建出准确性更高、真实感更强的三维场景,可应用于工程项目的模拟仿真、规划、结构分析,或GIS展示、虚拟设计、场景还原等领域。因此,如何实现快速且自动化程度较高的真实再现三维模型的重建技术越来越多的受到人们的关注。     

基于点云的植株表型构建和反射率方向性分析

三维激光扫描可瞬时高效地采集点云信息,在获取植物表型特征上具有独特的优势。植株不规则的几何结构导致了其复杂的光辐射过程。本文使用激光扫描仪采集了四种代表性植株的稠密点云,数字化为三维模型以准确计算结构表型参数。通过将激光点云计算的准确的叶倾角分布和叶面积指数替代传统的SAIL模型中的经验参数,减少了其中间参数,提高了模拟精度。并对模拟反射率和实测反射率进行多角度分析,发现模拟结果在主平面方向有较大提高,垂直主平面方向提高程度相对较弱;植被光谱吸收谷,如450 nm、670 nm,具有较强的光谱异性的同时,结构参数的影响也较为突出,改进后的效果明显,而在近红外反射峰如860 nm则无明显改进。通过本文的研究,证明了利用激光快速获取植物表型参数的可行性,并成功利用准确结构参数解决辐射传输中的难点问题。     

基于激光测距扫描的室内定位方法研究

在未知室内环境下,基于迭代最近点(ICP)匹配的同步建图与定位(SLAM)算法较为复杂,运算量较大,在微小型飞行器ARM嵌入式控制系统上实现难以保证实时性。本文提出了一种基于激光测距扫描的室内飞行定位方法,用室内环境的特征点替代激光扫描数据进行ICP匹配,减少了匹配时间,提高了SLAM算法的快速性。在环境特征点提取过程中,提出了一种真实特征点筛选机制,减少因虚假特征点导致的匹配误差,保证了匹配精度。设计搭建了试验平台,试验结果表明,本文提出的方法能够满足微小型飞行器室内飞行定位快速性和准确性的要求。     

基于激光扫描的人脸三维重建方法

针对人脸三维重建,基于RGB 激光扫描系统,提出了一种彩色三维重建方法。首先,以直接标定的方法,建立了数码相机采样图片的像素坐标系与世界坐标系的映射关系;利用相机拍摄的三色激光照明下的标准色板图像,标定了数码相机对三原色的感光曲线,即建立了相机三原色记录值与标准值之间的关系。然后,以人脸为目标,提出了从获取扫描数据到进行三维重建的完整方法。最后,经迭代法匹配,输出为通用的三维模型格式,实现了人脸在毫米量级上的三维重建。该方法简化了标定过程,算法简单,系统造价低,可推广至各种物件的三维扫描重建。     

浅谈基于点云数据的房屋三维建模

基于点云数据处理的三维重建技术突破了基于二维投影信息对目标物体建模在几何精度方面的瓶颈,重新构建出准确性更高、真实感更强的三维场景,可应用于工程项目的模拟仿真、规划、结构分析,或GIS展示、虚拟设计、场景还原等领域。因此,如何实现快速且自动化程度较高的真实再现三维模型的重建技术越来越多的受到人们的关注。     

地面3维激光扫描技术建筑物特征线提取

为了提取出地面建筑物的特征点与特征线,采用平面拟合算法提取特征点的方法,对算法进行了理论分析和实验验证,得到了建筑物的特征点与特征线,并构建出该建筑物的边界线框图。结果表明,利用地面3维激光扫描技术,扫描得到建筑物的点云数据,并对点云数据进行处理,最终能够提取出建筑物的边界线。这对数字城市建设具有重大的意义。