三维激光扫描技术在文物三维重建中的应用研究

三维激光扫描技术为文物高精度三维重建提供了新的途径,为文物的数字化展示、数字博物馆的建立、文物鉴赏以及文化遗产的保存提供了新的思路。本文通过对三维点云数据处理、三维构网、纹理映射、三维模型构建及三维浏览等关键技术研究,解决了三维激光扫描系统用于高精度文物三维重建中的若干技术难题,并精确重建出文物三维模型。     

面向数字化保护的自动文物三维重建方法研究

将基于图像的三维重建方法引入物质文化遗产的数字化保护,提出了一种针对文物三维模型的自动重建方法。首先输入一组不同视角下拍摄的图片,从图像中进行特征提取与匹配,由此重建出稠密的三维点云;然后利用类八叉树聚类算法对三维点云进行处理,去除点云中的误差点;最后通过泊松重建算法生成可编辑三维网格,并对网格进行纹理参数化,实现了从图像集到逼真三维模型的过程。结果表明,该方法能够全自动地进行三维重建,为文物的数字化保护和研究提供了新的研究思路和技术支撑。     

基于Retinex图像增强算法的水下三维重建研究

为了解决传统水下三维重建成本大、设备复杂等问题，本文提出一种结合Retinex图像增强算法和视觉三维重建理论的水下三维重建方案。首先使用Rentinex算法对图像进行处理，恢复目标的原有信息，再将处理前后的水下图像进行特征点提取匹配、稀疏重建、稠密重建和泊松重建等视觉三维重建处理。对比实验结果表明，经Rentinex图像增强算法处理后的图像，可有效改进水下三维重建技术，对现有的水下三维重建技术是一个很好的补充。     

基于SFS的古文物表面三维重建研究

SFS方法在三维表面重建中扮演着重要角色,将该方法用于古文物的表面三维重建,可为文物的保护和修复提供了一种重要的技术手段。传统的获取文物表面三维信息的方法一般是利用三维激光扫描技术扫描文物,这种方法由于其设备昂贵而使得成本很高,另外其获取信息的过程复杂,工作量大,因此并未能普及。本文利用SFS技术,通过采集目标古文物的单幅图像,对图像所含的阴影信息进行处理,获取实物表面的高度信息,然后对实物表面进行三维重建。这种方法对设备要求较低,而且计算速度很快,对于古文物表面的三维重建效果较好,适用于非高精度的三维表面恢复场景,对文物的发掘和研究提供了技术支持。     

基于无人机贴近摄影测量的古建筑遗产精细建模

为了解决古建筑遗产精细建模的问题,本文介绍了基于无人机贴近摄影测量的方法,提出了古建筑遗产精细建模的方法和应用观点。以释迦塔为例,通过实地考察和数据采集,利用三维建模软件对古建筑进行了模型重建,最终实现了高精度、高保真的古建筑模型。本文的研究方法能够有效地获取高质量的影像数据,并利用计算机视觉和图像处理技术进行建模,使得古建筑的细节和特色能够得到更准确的呈现。     

地面三维激光扫描技术在文物三维重建中的应用——以金殿为例

针对文物三维重建中大部分文物不可以直接接触,而且对文物的无损检测精度要求较高的问题,运用HS650地面三维激光扫描仪,以云南昆明金殿为例,用AutoCAD 2014、3ds Max 2015等软件进行三维重建,阐述了文物的点云数据获取、处理、三维重建和纹理映射的基本流程,探讨了三维激光扫描技术在文物三维重建中的应用。基于地面三维激光扫描技术对文物进行作业,提高了数据精度、降低了数据处理的复杂程度,为后期的数字化文物建设奠定了基础。     

真三维重建技术在杭州灵隐寺石塔和经幢精细测绘中的应用

本文介绍了灵隐寺现存石塔和经幢的重要价值及其测绘数据亟待更新的现状。提出先利用在脚手架平台上获取的点云与高清纹理数据重建石塔和经幢的真三维模型,再根据文物本体的自身特点,确定以平面为基准面,以对应基准面下的模型最外围边线为制图边界,制作各个面的白模正射影像图和原片级彩色正射影像图,最终以此为基底绘制出石塔与经幢本体的精细平立剖数据。应用结果表明,利用该方法对石塔和经幢类文物进行精细测绘,能取得精确、详实、逼真的测绘成果数据。     

文物数字化激光三维模型后期处理方法

本文结合目前最为常见的基于图像三维重建、基于激光三维扫描两种类型进行分析,并对文物三维模型后期处理流程进行分析。     

基于无人机摄影技术的农村房屋三维重建

针对传统的农村房屋危险性鉴定方法主观性大、耗时费力、难以量化评定等缺点,提出了一种基于无人机平台和数字图像处理技术的农村房屋三维重建方法.该方法首先通过无人机采集房屋表面的彩色图像和深度图像,利用基于SFM的三维重建技术对房屋整体进行重建,并根据重建结果为房屋危险性评估作参考;再通过基于深度图像的局部缺陷三维重建和基于摄影测量的裂缝检测技术对房屋的危险点进行定量测量.结果表明:该技术能快速采集房屋的缺陷信息,同时建立直观精细的房屋模型,对提高检测效率和精度、建立房屋鉴定数据库有重要意义.     

仿生扑翼飞行器的视觉感知系统研究进展

仿生扑翼飞行器是一类模仿鸟及昆虫通过机翼主动运动产生升力和推力的飞行器.因具有飞行效率高,机动性强、隐蔽性好等优点,扑翼飞行器近年来受到越来越多的关注和研究.小型扑翼飞行器由于其精巧的结构和可操作性,能够适应更复杂的环境,但也限制了其飞行负载能力和电池续航时间.在许多场景中,高质量和高功耗的传感器不再适用于扑翼飞行器.自然界生物得到的信息绝大多数是通过视觉途径获取的.视觉作为一个获取信息的有效途径,在扑翼飞行器的应用中有着不可替代的作用.视觉传感器具有质量轻、功耗低、图像信息丰富等优点,因此非常适合于搭载在扑翼飞行器上.随着微电子、图像处理等技术的不断发展,以扑翼飞行器为平台的视觉感知系统也取得了重要进展.本文首先介绍了国内外几款有代表性的扑翼飞行器的视觉感知系统,分为机载视觉感知系统和外部视觉感知系统两类;然后简述了三个系统关键技术即图像消抖技术、目标检测与识别技术、目标跟踪技术的发展现状,进而总结发现扑翼飞行器的视觉感知系统研究目前还处于起步阶段;最后指出图像消抖、机载实时处理、目标检测与识别、三维重建等可以作为扑翼飞行器视觉感知系统的未来研究方向.     

人体骨骼三维模型重建技术的研究

针对三维模型重建技术对医学研究及临床应用的重要性及必要性,根据不同的数据来源和应用目的介绍了人体骨骼模型三维重建的不同方法与途径,并以颅骨和磨牙模型为实例,详细介绍了三维重建过程,最后用相应的重建结果证明了方法的可行性与正确性。     

微电极测深系统在石质文物表层劣化检测中的应用研究

本文主要介绍了为检测石质文物表层劣化程度而研制开发的微电极高密度电阻率测深成像系统的指标参数及电阻率精细成像的基本原理,并结合物理模型试验结果,在云冈石窟对文物近表面的微构造、风化带、含水程度进行了精细成像测试,测试结果表明,该系统能有效地评价文物近表面的微构造、风化带划分以及含水情况,说明其在文物保护及监测领域具有较高的推广应用价值。     

一种快速物证三维重建系统开发

案发现场物证是庭审中重要组成部分,当前通常采用二维拍照或者石膏倒膜方法对其进行提取,无法确保现场物证的客观性和高精度要求。因此,本文开发一种快速物证三维重建系统,采用基于格雷码-相移的结构光投影方法,并开发一键式三维重建软件,实现现场物证的无损高精度提取,并通过实验验证了该方法对于物证三维重建的有效性。     

基于App Inventor的智能感知系统App设计

智能感知系统是智能家居的重要组成部分,通过利用智能手机和蓝牙通信模块开发了智能感知系统,以App软件的形式安装在手机上,以实时获知环境或健康参数。     

两种建模方法在古文物三维模型重建中的研究

海量点云数据为古文物三维模型重建开辟了一种全新的思路。常规获取点云的手段是采用三维激光扫描技术,其硬软件设备比较昂贵,目前普及度并不是很高,并且有时候外业工作量较大。本文依据数字摄影测量和计算机视觉原理,利用多视图影像重建技术,仅对目标物多方位拍摄采集照片,将数码照片进行相互匹配对齐,生成实物表面的点云数据。基于点云数据,结合三角网格法和特征线提取法两种模型重建方法进行三维建模,探讨了模型重建过程中关键技术和主要问题,并完成建模工作,为实际生产提供技术支持。     

基于多源数据的古塔三维精细化建模

随着现代化社会的发展,古建筑保护受到各界学者的高度关注,古建筑三维场景可视化成为当下的研究热点。古塔是其中一类典型代表,其造型独特、结构复杂,难以使用单一数据源及数据模型来精确还原古塔的真实空间三维场景。针对此问题,本文提出一种基于多源数据的精细模型的三维重构方法,针对古塔不同部位、特点及精度需求,采用多种模型及方法进行精细三维重建。以海会寺宋塔为例,利用多源数据构建混合模型实现古塔精细三维场景还原,最终成果模型既保证了模型的精度,又顾及了模型整体外观,为古塔三维重建提供借鉴和参考。     

面向数字化时代的博物馆智慧化升级研究及策略——以鼓浪屿八卦楼为例

随着以大数据、人工智能、云计算为特征的数字经济进入新时代,文博行业也逐步引入数字化、智能化新技术,对展出内容、展示形式进行了升级,如博物馆智能管理系统、无人导览系统、文物数字化建档等。目前博物馆的数字化转型多聚焦于文物展品、博物馆空间等硬件条件,而对人在博物馆中的行为与心理关注度不足。在此背景下,进行面向数字化时代的博物馆智慧化升级研究,聚焦博物馆与参观者的行为感知互动,并提出相应的策略,以期为数字经济语境下的博物馆的建设提供思路和经验参考。     

对文物建筑数字化保护的思考

文物建筑作为文化遗产的璀璨明珠,一直受到世人重视。随着数字化的发展,对文物建筑进行数字化的保护成为可能。但是文物建筑数字化保护是一项系统工程,需要多方共同努力,方能稳妥推进。本文从宏观的角度,技术的程度,操作的维度对文物建筑数字化保护进行了思考,提出了要从思想、政策、人才、资金、产业等方面开展数字化保护,同时文中明确表明设计企业要发挥自身的优势,为文物建筑数字化保护发挥作用。     

云冈石窟 18 窟数字化技术的应用

云冈石窟是我国规模最大的古代石窟群之一,主要以高浮雕为主的石窟寺,普通的测量方法很难实现云冈石窟的数字化保护. 三维激光扫描仪比较适用于古典建筑和佛像、雕塑、壁画等的扫描. 采用三维激光对云冈石窟18窟扫描,获取高精度的文物数据,通过模型优化、纹理匹配等技术手段将文物逼真再现,多角度、高清晰地展示参观者在展柜旁无法观赏的任意角度和精度的文物细节.     

基于BIM技术及三维激光扫描的客家古建筑模型重建

本文将通过设计实例分析,提出一种基于BIM技术客家古建筑3D建模,利用三维激光扫描获取模型三维点云数据,实现客家古建筑模型重建方法,从而解决传统客家古建筑模型重建精细度低的问题.实验结果表明,设计模型重建精细度明显高于对照组,能够解决传统客家古建筑模型重建精细度低的问题.