点云数据多站拼接在水利工程测绘中的应用

常用的点云数据拼接方法均存在不同程度的误差,最近点迭代算法可实现点云数据多站自动拼接,提高拼接精度.为了分析该拼接方法应用于水利工程测绘中的有效性和可行性,以某调水工程大坝坝址边坡1∶500地形图测绘为例,采用Riegl VZ 1000地面激光扫描仪,采取在野外现场实地扫描和GPS RTK实测地形特征点相结合的作业方案,结合其自带的Riscan Pro软件,统计同名点拼接后的高程差值.结果表明,该拼接方法可以满足《水利水电工程测量规范》(规划设计阶段)(SL 197—97)对于1.0 m等高距地形图高程精度的要求.     

倾斜摄影与地面三维激光扫描数据融合建模

由于大型室外场景的结构复杂,单一来源的测量数据已经难以完整而丰富地表达目标对象三维细节.本文结合无人机倾斜摄影技术匹配获取的密集点云和三维激光扫描技术获取建筑物三维点云数据,通过统一坐标系和迭代最近点（iterative closest point,ICP）算法,对两种点云进行融合.然后进行模型重建,得到完整的建筑物三维模型.实验结果表明,单独使用两种技术都无法获得复杂建筑物完整的三维模型.两种技术的融合,能够获得大型建筑物完整的、较高精度的模型,为城市三维建模提供新的方向.     

地面三维激光扫描多站点云数据配准新方法

针对点云数据两两配准中存在误差传递与累积的缺点,提出一种新的多视点云数据配准方法.该方法首先构建一个统一扫描网坐标系,即选取某一扫描坐标系作为统一的扫描网坐标系,利用两两配准计算出相邻两个点云数据间的变换参数,并计算出各站点云数据在统一扫描网坐标系下的坐标;结合相邻测站间的公共点,以首站点在统一扫描坐标系下的坐标经非线性变形改正后应与首站实际扫描坐标相等、相邻扫描站公共点经非线性变形改正后坐标应相等为条件,借助非线性变形改正模型计算出各个点云的非线性变形参数,从而实现对每站扫描点云数据进行改正,以降低误差传递带来的累积效应.实验表明,此方法能提高点云数据配准精度.     

基于徕卡Scanstation 2获取校园三维点云数据的研究

三维激光扫描技术作为一项新的测量技术,可以快速、高效、准确地获取测量目标的高精度点云数据,为测量数字化的发展提供了必要条件.文中主要介绍三维激光扫描技术的优点,并以黑龙江工程学院教学综合楼为例,阐述三维点云数据获取、数据处理的基本方法,验证将三维扫描技术用于校园可视化的可行性.     

基于地面三维激光扫描系统的校园建筑物建模研究

基于地面三维激光扫描系统原理和特点,在确定校园建筑物三维模型创建实现流程的基础上,以校务大楼为对象,利用地面三维激光扫描系统进行数据采集,对噪声去除、数据配准及拼接、数据消冗等关键技术及实现步骤、方法进行研究。通过特征线提取建立被测物体的线框模型,利用3DS Max软件完成了三维模型的创建,探索了数字校园的实现途径。     

三维激光扫描技术在虚拟现实中的应用

虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容,目前虚拟现实技术中的虚拟视景和模型生成方法大多都是基于软件设计及二维图象实现的,这是一个重大的不足之处.三维激光扫描技术的产生和发展拓展了虚拟视景和模型生成的技术实现手段,进而使虚拟现实技术有了跨越式应用.本文介绍了虚拟现实技术和三维激光技术的基本概念和原理,并且通过实验验证了三维激光扫描技术在虚拟现实中的应用.     

建筑物三维激光扫描点云的粗差剔除研究

通过三维激光扫描测量技术快速获取建筑物3D空间数据,是当前数字城市建设的研究内容。针对建筑物平面特征较多的特点,在总结三维激光扫描点云粗差剔除算法的基础上,探索稳健平面拟合算法,对点云数据中有用信息的提取提出一种粗差剔除方案。通过对一组建筑物的三维激光扫描点云原始数据进行粗差剔除测验,证实了方案的可行性和可靠性。对三维激光扫描在数字城市建设中的应用进行了一定的探索。     

基于三维激光扫描技术的大型古建筑精细三维重建

大型古建筑文物结构复杂,数字化保护工作繁琐且沉重,而三维激光扫描技术作为测绘领域的一项高新技术,具有无接触测量、效率高等优点,将三维激光扫描技术应用到文物保护领域将成为精细、快捷的文物档案保护手段之一。以某大型仿古建筑为例,详细阐述了数据采集的技术和方法,结合在数据处理过程遇到的一些问题进行了探讨和总结。最终给出该建筑物的局部纹理映射图和各类效果图,为三维激光扫描技术在大型古建筑三维重建中的应用提供借鉴和参考。     

基于三维激光扫描的炮位变动检测

在分析三维激光扫描的定位原理、点云拼接、技术特点和典型应用的基础上,阐述了火炮射击试验任务以及炮位检测的时机与重要性;论证三维激光扫描用于火炮试射炮位检测的技术原理和可行性;提出点云数据图像对消、非线性放大、谱分析的炮位检测技术方案;给出三维激光扫描的火炮试射炮位检测流程和分析结果。     

改进的迭代最近点快速点云拼接算法

针对迭代最近点算法未涉及点云彩色信息且匹配速率较低的问题,提出一种改进的迭代最近点云快速拼接算法。基于NCAM光学追踪彩色与深度信息,将色彩特征点与随机采样相结合,构建彩色点云模型,进行特征点采样;采用伞曲率体积积分不变量算法对特征点进行描述,构建带色彩约束的目标函数,并通过四元数法和特征值分解法求解最优值,实现点云数据的有效拼接。实验结果表明,改进的点云数据拼接算法可以有效地提高拼接效率及拼接精度,从而提高拼接质量。     

傅里叶-梅林变换用于地面激光扫描点云配准研究

点云配准技术在国内外各个领域都在不断的发展并且受到广泛地关注,不同的配准方法都有其优势与不足.针对地面激光扫描获取的多个测站的点云的拼接问题,提出了一种新的配准方法,即在频域中对点云数据进行配准.该方法使用傅里叶变换将点云从空间域变换到频域,利用傅里叶梅林-变换可以将旋转、缩放这两个参数与平移参数分离,即可以单独在频域求解旋转和缩放,之后再在此基础上求解平移参数,从而实现对点云的配准.这种方法具有很强的鲁棒性,而且在频域中,不受点云本身噪声点、密度、或者某些结构缺失的影响,且不需要平移的初始估计.最后的实验结果也表明,这种算法在实现点云配准时与传统的算法相比具有一定的优势.     

点云目标检测残差投票网络

高精度的三维目标检测是实现物体感知的关键技术,对自动驾驶、机器人控制等应用的落地具有重要意义.为提高三维目标检测的精度,对算法VoteNet改进,提出了一种基于残差网络的端到端的高精度三维点云目标检测网络ResVoteNet.具体来说,设计了适用于点云数据的残差网络骨架,提出了残差特征提取模块以及残差上采样模块,并集成...     

3D TLS在相似模型开采实验中的应用研究

提出了将地面三维激光扫描应用于相似材料模型实验的扫描观测。基于扫描得到的点云图像进行三维数字建模,通过特征提取获取每一期次模型上标志点三维坐标,绘制了地表下沉随工作面推进的动态沉陷过程曲线。此外,用该方法建立的三维模型还可以在日后再现当时的顶板断裂垮落过程,克服了传统观测方法随着模型的损毁而无法再次获取模型表面数据的局限性,为地表实测数据与模型观测值的对比研究提供了新的途径。     

基于点云数据的预制叠合板尺寸质量智能检测方法

为保证预制叠合板在施工现场能顺利安装,在出厂前通常需要对其进行尺寸质量检测,现有预制叠合板的尺寸质量检测方法难以全面准确地测量叠合板的实际三维尺寸。提出一种基于预制叠合板点云数据的多尺寸质量智能检测方法。对采集的点云数据进行预处理后,利用机器学习算法完成预制叠合板点云的自动定位与分割;依据不同的检测任务,将目标点云沿不同方向降维,映射为二维灰度图像;利用图像特征检测算法,分别实现叠合板底板的长宽、预留胡子筋的出筋长度与间距及桁架钢筋高度的自动检测;在验证试验中,对3块预制叠合板的点云数据进行尺寸质量检测。结果表明,提出的智能检测方法能全面准确地完成预制叠合板出厂尺寸质量检测,能进一步提高预制叠合板非接触质量检测结果的科学性与精准性。     

基于非线性最小二乘算法的点云坐标转换研究

三维激光扫描作为测绘领域的一项高新技术,具有高效率、高精度等优点,但其获取的数据是相对于系统内部坐标系存在的．通过试验,获取某一高边坡的多站扫描数据,同时使用无协作目标全站仪测量站点和标靶的空间坐标,在MATLAB中编程,实现非线性最小二乘算法,完成了扫描坐标向空间坐标的大欧拉角转换．根据转换后两种坐标的较差,近似求取转换的点位误差．可见,该方法对坐标转换具有一定的适用性．点云数据标靶中心的精确提取和全站仪对标靶中心的精确测量是完成坐标精确转换的关键．     

基于点云的膝关节胫骨三维CT与MRI图像配准

同时利用CT和MRI图像对膝关节及胫骨疾病进行诊断和治疗,是目前临床上的常规方法。精确配准膝关节胫骨部分三维CT和MRI图像可以更有效地利用这两种图像中的组织信息。目前,基于图像特征或者图像灰度值的方法可以实现图像间的配准,但是都存在一些配准精度低或者时间复杂度高的缺陷。针对膝关节胫骨组织的刚性特征,采用一种基于骨组织表面重建的点云配准方法。首先对数据集进行骨表面重建,通过重建后的结果提取点云数据,对点云数据进行下采样并利用重心进行初始变换,最后利用ICP算法对点云数据进行配准。对该方法进行配准结果分析及配准精度实验,表明这种方法简单可靠并且配准精度较高。     

基于移动激光扫描系统Trimble MX8的杆状地物提取研究

介绍车载移动三维激光扫描测量系统的发展和特点,以及Trimble MX8系统的构成和功能应用,重点阐述当前国内学者从激光点云数据中提取杆状地物的方法.通过选择两条不同的道路,在不同道路环境下应用不同的参数对杆状地物进行提取,显示不同的提取结果.通过对实验结果进行对比分析得出：面对不同的道路环境,采用相适宜的参数,再加以人工细致的检查,从激光点云数据中提取杆状地物的结果还是可以满足需要的.     

大型古建筑文物三维数字化保护研究——以白马寺齐云塔为例

针对大型古建筑文物结构复杂,数字化保护工作繁琐而沉重的问题,提出融合多种精密测量技术的三维数字化方法．用GPS测设精密控制网来确定古建筑文物的空间坐标和方位;用三维激光扫描仪获取密集点云来构建精细三维数据模型;用高精度免棱镜全站仪精确观测特征点,与三维激光扫描测量进行精度的相互检核．以该方法在白马寺齐云塔数字化保护应用为例,详细阐述了外业数据采集的方法和技术,并在点云拼接、三维建模、数据分析等方面讨论了内业数据处理的方法与技术．