基于流形学习的三维空间数据网格剖分方法

 三维空间数据的三角网格剖分实质是寻找嵌入在三维空间中的二维流形,通过建立流形学习与网格剖分的本质联系,提出基于流形学习的空间数据网格剖分方法.依据流形学习的重构误差准则,实现三维空间数据的维数约简;对生成的二维数据按照Delaunay准则划分;将二维数据之间的拓扑关系映射到对应的三维数据点集.相对于其它数据降维方法,流形学习更能保持数据之间的本质联系,使重构的三角网格与物体表面拓扑差异性更小.实验表明,该方法对于非同胚于球物体的表面重建能够取得良好的效果.     

（英）改进的三角网构网算法用于LiDAR树冠体积提取

在分析现存点云处理方法的特性后,通过改进三角网构网算法的算法机制,提出了一种基于空间分割的分块优先级机制的三角网表面重建算法,用于重构树冠表面,实现树冠体积的准确提取.通过可视化方法对比了多种算法的点云构网效果,以实验区选定的30棵树为研究对象,利用T-LiDAR获取树冠点云数据,通过人工方法、传统算法和本文的改进算法计算树冠体积,对这些结果进行了对比分析.分析发现: 四种方法之间均显示出较好的相关性(R2>=0.831), 其中所提出的改进Delaunay方法拥有理想的精度,较好稳定性和最少的耗费时间.实验结果表明,提出的算法在点云(尤其是T-LiDAR数据)树冠的体积提取中具有很大的优势.结合T-LiDAR数据还可以实现树冠表面积和生物量等树冠因子的高精度快速提取.     

改进的三角网构网算法用于LiDAR树冠体积提取（英文）

在分析现存点云处理方法的特性后,通过改进三角网构网算法的算法机制,提出了一种基于空间分割的分块优先级机制的三角网表面重建算法,用于重构树冠表面,实现树冠体积的准确提取.通过可视化方法对比了多种算法的点云构网效果,以实验区选定的30棵树为研究对象,利用T-LiDAR获取树冠点云数据,通过人工方法、传统算法和本文的改进算法计算树冠体积,对这些结果进行了对比分析.分析发现:四种方法之间均显示出较好的相关性(R2=0.831),其中所提出的改进Delaunay方法拥有理想的精度,较好稳定性和最少的耗费时间.实验结果表明,提出的算法在点云(尤其是T-LiDAR数据)树冠的体积提取中具有很大的优势.结合T-LiDAR数据还可以实现树冠表面积和生物量等树冠因子的高精度快速提取.     

带断层海量数据的Delaunay三角剖分算法研究

海量地震数据网格化是三维地质建模的常用方法.断层是普遍的地质现象,带断层的海量数据三角剖分在建模中较为复杂.提出一种简单的可以解决带断层Delaunay三角剖分有效算法.该算法首先对数据边界进行初始Delaunay三角剖分,然后将其变尺度加密,生成较均匀三角网,最后将断层边强行嵌入三角网,实现了三角网格化.     

中值滤波在激光雷达点云数据预处理中的应用

为了研究3维激光雷达测量系统采集到的点云数据如何进行去噪处理,根据灰度图像中对灰度值进行滤波去噪的概念,采用改进的2维中值滤波方法对点云数据中的噪声点加以处理。基于激光雷达点云数据数据量庞大且存在噪声点特点,重点分析了改进2维中值滤波算法和点云数据信噪分离方法,并通过实验验证,得到了速度对比数据和滤波效果图。结果表明,利用改进后的2维中值滤波方法,速度明显得到改进,对激光雷达点云数据的滤波效果良好。     

基于多重网格法的三角网格精化算法及其改进

给出一个基于多重网格法的三角网格精化算法及其性质,此精化算法一般需要对非协调的三角形作多次协调迭代才能完成,其精化剖分的效率较低,另外精化网格数量的增加基本上是以2倍的方式增加。对于这些不足之处,通过引入费尔马点及其性质,提出了一种新的改进的精化算法,并证明了该改进算法提高了三角网格精化剖分的效率和剖分网格的数量及质量。     

针对路面建模的Delaunay三角网格分治算法

为了对路面进行三维建模,使用Delaunay三角网分治算法处理路面点云数据,根据路面点云的特点,对点云进行划分中不考虑z坐标.使用Delaunay三角网分治算法处理不同规模的点云数据并记录生成三角网所需的时间,收集一段路面的点云数据并使用Delaunay三角网算法进行处理,观察生成的三角网是否和扫描的路面匹配.Delaunay三角网分治算法能够较快地生成三角网,但是在处理大规模点云数据时仍需消耗很多时间,同时针对路面三维建模问题,Delaunay三角网分治算法所生成的三角网能够很好地拟合路面.     

自主移动机器人微型激光雷达点云数据滤波研究

由于自主移动机器人微型激光雷达点云数据采集过程存在多种外界因素的干扰，导致采集到的点云数据中含有大量噪声，为此设计提出自主移动机器人微型激光雷达点云数据滤波方法。采集自主移动机器人微型激光雷达采集点云数据，利用噪声分离算法和改进的三维中值修复对点云数据进行优化。根据精简移动最小二乘法构建微型激光雷达点云数据滤波模型，将经过优化的点云数据输入该模型中，实现微型激光雷达点云数据滤波。实验结果表明，所提方法的点云数据滤波误差低，实际应用效果更好。     

天基光学超短弧段测量的约束域分析方法

针对天基光学空间目标监视的超短弧段测量数据特点,引入弧段测量约束域概念和域内三角剖分以解决短弧初轨确定问题.利用约束域内剖分节点目标函数性质获取最优初始条件,提出约束域内的约束微分修正方法和三角网细分迭代搜索方法.仿真结果表明,两种方法均能得到有效收敛,可用于解决超短弧段目标的轨道初值问题.     

激光雷达数据的Delaunay三角网格简化算法研究进展分析

激光雷达以激光扫描为原理,在成功获取对象的三维坐标信息后通过算法重现出来,因此激光雷达会获取相对凌乱且数量庞大的信息,对这些信息的有效处理是其发挥良好观测效用的关键。目前主要通过Delaunay三角剖分算法进行激光雷达扫描所得数据的分析处理,基于该算法模型开展简化算法研究,确定最合适的计算流程,能够在保障准确性的同时实现对三角网格算法的简化,进而推动激光雷达的实际应用效果。     

国产螺旋式扫描激光雷达系统自检校方法研究

论文提出一种对螺旋式扫描机载激光雷达系统进行安置角自检校的新算法。首先推导了螺旋式扫描激光雷达点云定位的数学模型;然后提取了激光雷达点云数据重叠区的面特征,并构建了基于面特征的激光雷达检校模型;最后,仿真分析了安置角误差对往返航带前后向扫描数据的影响,并利用同名面特征,基于区域网平差方法同时估计了平面参数和安置角参数。实验结果表明,该方法实现了激光雷达安置角的自检校,且绝对精度满足生产数据要求。     

环境特征自适应激光雷达数据分割方法

针对目前激光雷达数据分割算法不能适应环境特征确定连续准确阈值的问题,提出一种环境特征自适应激光雷达数据分割算法。依据二维激光雷达的数据特点以及室内环境的几何特征,以激光雷达数据的邻近点拟合虚拟环境线,以虚拟环境线和邻近激光扫描射线的交点作为参考点,确定自适应阈值,完成激光雷达数据的预分割。针对用上述方法完成的数据预分割结果中存在的缺陷,提出数据预分割后伪断点的判断方法,对算法进行了优化。并将此算法与分段阈值分割算法、线性方程阈值分割算法进行比较和分析。环境特征自适应激光雷达数据分割算法对实验数据的分割成功率达到98%,具有更强的环境适应能力和更高的分割准确度。     

改进贪婪投影三角化算法的激光点云快速三维重建

通过三维激光扫描仪获取的点云数据具有密度大、精度高等特点。本文针对贪婪投影三角化算法在对采集的大量点云数据进行三维重建时耗时长,重构的模型表面不够光滑,存在细小孔洞的问题,提出一种改进的点云三维重建算法。该方法首先用体像素网格滤波算法对点云进行下采样;然后使用移动最小二乘算法对输入的点云进行平滑及重采样,并且使用八叉树来代替KD树进行近邻域搜索;最后使用基于移动最小二乘算法的点云法线估计的贪婪投影三角化算法对点云进行重建。经过实验验证,该方法可以缩短重建时间,减少孔洞,并构建出平滑、点云拓扑结构更为准确的模型。     

末敏弹线阵列激光雷达的距离像分割方法

为了增强末敏弹在不同场景下对地面装甲目标的探测识别性能,充分考虑末敏弹弹载线阵激光雷达的应用背景,提出了综合交叉扫描线法和梯度连通域的地物距离像点云分割算法,用以提高对地面和目标的分割效果。首先,将激光雷达扫描得到的原始距离信息转换为距离水平地面高度值,通过交叉扫描线法将空间斜面转化至水平面,增强不同地形上的适应性;然后,采用地面点云连通域算法提取地面点云和形态学梯度阈值法分割得到目标点云;最后计算了地物分割效果的几何相似度。实验结果表明:该算法对于正斜坡、侧斜坡等多种地形都有较好的适用性,在不同高度、地形、坡度都能够准确、有效地分割地物点云,进而提高末敏弹对装甲目标的识别性能。     

平面电子地形图的三维化关键技术研究

对平面地形图DXF文件进行分析并且读取图中的地形数据,基于Delaunay三角网理论,利用数据逐点插入算法、空间对象检索机制以及局部最优方法(LOP)动态地构建不规则三角网,重点提出了深度调整的方法,最后利用OpenGL技术绘制真实感地形.     

基于SIFT算法及三角形约束的SAR影像匹配方法

将三角形约束方法引入到合成孔径雷达(SAR)影像匹配中。利用尺度不变特征转换(SIFT)算子生成特征点;采用鲁棒性较好的随机抽样一致(RANSAC)算法剔除错误匹配点,得到更高精确度的同名点;最后利用SIFT算法得到的同名点建立Delaunay三角网。在同名相似三角网内,以三角形重心点作为内插的虚拟同名点,并对虚拟同名点进行归一化互相关(NCC)约束,剔除不满足阈值要求的虚拟同名点对,同时根据内插得到的虚拟同名点建立新的三角网,对三角网进行动态更新,用于获取更多虚拟同名点,直至满足匹配要求。实验结果表明,本文方法能够有效增加匹配特征点数量,提高雷达影像的匹配精确度。     

Application-layer multicasting with Delaunay triangulation overlays

Application-layer multicast supports group applications without the need for a network-layer multicast protocol. Here, applications arrange themselves in a logical overlay network and transfer data within the overlay. We present an application-layer multicast solution that uses a Delaunay triangulation as an overlay network topology. An advantage of using a Delaunay triangulation is that it allows each application to locally derive next-hop routing information without requiring a routing protocol in the overlay. A disadvantage of using a Delaunay triangulation is that the mapping of the overlay to the network topology at the network and data link layer may be suboptimal. We present a protocol, called Delaunay triangulation (DT protocol), which constructs Delaunay triangulation overlay networks. We present measurement experiments of the DT protocol for overlay networks with up to 10 000 members, that are running on a local PC cluster with 100 Linux PCs. The results show that the protocol stabilizes quickly, e.g., an overlay network with 10 000 nodes can be built in just over 30 s. The traffic measurements indicate that the average overhead of a node is only a few kilobits per second if the overlay network is in a steady state. Results of throughput experiments of multicast transmissions (using TCP unicast connections between neighbors in the overlay network) show an achievable throughput of approximately 15 Mb/s in an overlay with 100 nodes and 2 Mb/s in an overlay with 1000 nodes.     

基于点云数据分类的机载雷达地形坡度勘测

为提高变电站的三维设计效果,需勘测变电站地形坡度。提出基于点云数据分类的机载雷达地形坡度勘测方法。采用机载雷达回波扫描技术采集地形坡度勘测数据。结合像素点跟踪识别法,重构地形坡度勘测过程中三维图像。采用三维光学检测技术采样机载雷达地形坡度勘测点云数据,结合中值滤波法和平均值滤波方法,增强地形坡度点云信息分类结果,获取地形信息中的高程信息,在地理信息系统中形成等高线图,实现变电站三维地形坡度勘测和优化设计。仿真实验结果表明,所提地形坡度勘测方法的勘测准确性较高,有效提高了变电站三维空间规划能力。     

模型优化及其在DT模型基图像编码中的应用

本文提出一种新的近似模型ＤＴ网格动态优化方法，作为二维ＤＴ模型基图像编码方法的改进型方案。优化过程维持了ＤＴ网格的优良特性，从而在提高编译码效率和恢复图像质量方面比其它类型的网格更有优势。近似模型的优化使恢复图像的主客观质量显著提高，从而使整个方案在相同信噪比条件下具有更高的数据压缩比。最后给出新方案的实验结果来说明其性能