基于三维点云制作虎丘塔平立剖面图方法研究

三维激光扫描技术可以快速、精确、多方位地获取建筑物表面的三维数据,在古建筑物保护和数字化中得到了广泛的应用。平立剖面图能够准确直观地表达出建筑物的真实形态,因此对建筑物的保护有着重要作用。本文以虎丘塔为研究对象,提出了一种基于三维点云的平立剖面图制作方法,首先对虎丘塔点云数据进行预处理,然后将点云数据进行切片,并把切片点云投影到栅格平面上,接着将落入栅格内部的点云重心化以得到特征点,据此构建点云特征轮廓线,最后得到平立剖面图。结果表明,该方法可以快速、准确地制作虎丘塔的平立剖面图。     

基于自适应切片的点云压缩算法

本文提出了一种自适应分层的点云压缩算法。该算法在点云均匀切片的基础上,根据相邻切片点云的面积变化率设定阈值进行点云自适应分层,并使用角度弦高法保留每层切片点云的特征点,实现快速压缩。通过实验分析了算法中主要参数对压缩结果的影响,给出了最佳参数值的选择依据,并通过和传统压缩方法的对比,证实了本方法可以实现点云的快速高质量压缩。     

基于三维激光扫描的隧道收敛分析

快速准确全面地获取对象的空间信息是三维激光扫描技术的特点。本文基于三维激光扫描技术快速地采集盾构隧道的点云数据,并对其分割生成切片,提出一种多点坐标平差计算圆心的方法求取切片圆心和半径,分析隧道的收敛变化。最终通过实例证明了该方法的可行性和准确性。     

一种基于栅格投影的快速地面点云分割算法

针对激光雷达不同类型点云在不同场景下存在地面点云过分割和欠分割的问题,本文提出一种能够适用于不同类型点云的地面分割算法,该算法先将原始点云栅格化,然后计算栅格单元高度差、平均高度和高度方差信息,综合三个分割指标实现地面点云准确快速分割.分别采用KITTI开源数据集和实测数据进行实验验证,结果表明本文算法针对不同类型点云...     

基于椭圆拟合的隧道点云去噪方法

针对地铁隧道这种具有特殊截面特征的狭长形构筑物,提出了一种基于椭圆拟合的点云去噪方法。首先通过建立隧道最小包围盒确定隧道的轴线方向;接着沿该方向用分段投影的方法得到隧道点云切片;最后对切片点云进行椭圆拟合,并根据拟合标准差设定阈值进行去噪。实验表明,该方法简单易行,能有效除去隧道点云数据中的噪声。     

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。     

一种融合多源数据的古建筑精细重建方法

本文以解决古建筑结构复杂,单一技术无法实现其精细重建为出发点,提出一种融合多源数据的古建筑重建方法。首先将激光点云、近景摄影及倾斜摄影测量技术进行融合处理,然后经基准统一、点云特征点提取、空间坐标转化等完成局部精细化重建,最后对场景中色彩单一的结构,引入空地一体单体化技术进行修饰重建。试验结果表明,该方法可生成精度高、结构精细的古建筑三维模型,为古建筑精重建提供一种新思路。     

基于三维激光扫描的立面测量研究

建筑物立面测量对细部表达的要求高,采用传统手段测量困难大,基于三维激光扫描技术的特点,将三维激光扫描技术运用到建筑物立面测量中,制定了一套切实可行的立面测量技术流程,并介绍了一种点云分组约束拼接的方法,最后对立面测量成果分别进行特征点、线的精度评定,研究表明了三维激光扫描技术在建筑物立面图测量中的适用性。     

基于近景摄影测量技术的纸质地形图数字化研究

纸质地形图经扫描得到的栅格影像图均会出现不同程度的变形,为减小这种变形,基于近景摄影测量技术,提出了一种纸质地形图数字化方法,通过非量测数码相机摄取影像,充分利用地形图均匀分布的格网控制点信息,采用一般摄影测量软件对影像数据进行空中三角测量解算并生成点云数据,对获取的像片进行特征提取和影像匹配,生成纸质地形图的数字正射影像图,再利用矢量化软件采集、编辑生成数字化地形图.研究表明:该方法简便可行,能够满足规范精度要求.     

一种计算不规则物体体积和重心坐标的方法

通过三维激光扫描技术获取不规则物体的点云数据,将数据沿三个坐标轴方向以固定的间隔切片,将各切片层内扫描点投影至切片底面,用Alpha-shape算法搜索外接多边形,计算多边形的面积.计算各切片的体积,对所有的切片计算结果进行内插和累加,即可得到物体的重心坐标和体积.通过计算不规则物体的实测点云数据,验证了该方法的可靠性...     

基于数字图像处理技术的LiDAR数据建筑物提取

LiDAR技术已经被广泛地应用于城市三维模型的重建.本文在现有方法的基础上,探讨了一种基于数字图像分析技术提取建筑物边界的方法,该方法首先将LiDAR点云数据量化生成灰度影像,然后利用图像分割、边缘检测等图像分析技术将建筑物信息与地面特征分离开,最终提取建筑物的轮廓线.实验结果表明,这种方法能够比较准确地反映建筑物的边界,效果理想.     

基于车载激光雷达的隧道内障碍物检测

采用激光雷达对隧道环境中的障碍物进行检测时,海量的隧道点云容易造成虚警。对此,文章提出了一种基于车载激光雷达的隧道内障碍物检测方法。其首先设计了背景点云的滤除策略,根据三维点云生成二维栅格图,并标记隧道边界栅格和地面栅格;对隧道边界栅格点云进行欧几里得聚类和边界曲线估计,根据估计曲线滤除隧道边界点云;对地面栅格点云进行平面估计,根据估计平面滤除地面点云。接着,对保留的障碍物点云进行欧几里得聚类并提取障碍物的尺寸和位置信息。最后,应用改进距离准则的全局最近邻算法和卡尔曼滤波算法对障碍物进行跟踪,并设计了基于生命状态转移的目标航迹管理策略。实验结果表明,本文所提方法不仅能有效消除背景点云的干扰,而且能稳定识别和跟踪隧道内的障碍物。     

建筑物立面点云语义分割方法研究

针对建筑物点云数据重建模型自动化程度较低的问题,提出了一种半自动的建筑物特征元素提取方法。首先采用随机采样一致性算法实现点云分割,将点云分割成不同部分,再依据建筑物立面各种特征元素之间的尺寸、位置、拓扑关系等一系列属性判断每一块点云数据的语义信息,实现了从分割出来的点云数据中自动识别建筑物立面的门、窗户、墙体等特征元素。该方法基本上实现了点云数据的语义分割,为建筑物三维模型的自动重建提供了基础框架。     

基于倾斜影像密集匹配点云的数字高程模型更新方法研究

针对数字高程模型(DEM)更新时传统航空摄影测量方法效率低和激光雷达点云方法成本高的问题,提出了一种基于倾斜影像密集匹配点云的DEM更新方法.将倾斜影像生成密集匹配点云,然后对地形变化区域进行滤波并与未变化区域历史DEM反生成的点云合并,对合并后更新区域和接边问题进行处理后得到更新后的DEM成果.该方法更新的DEM既具...     

基于激光扫描的盾构隧道断面提取与变形研究

将三维激光扫描技术应用于盾构隧道变形监测中,提出了一种盾构隧道断面连续提取以及变形分析的方法。首先对拼接完成的点云数据利用随机采样一致性算法提取隧道局部中轴线,基于中轴线对隧道姿态进行调整以截取隧道断面,然后通过聚类去噪算法,基于点到中轴线的距离和灰度值对断面点云进行去噪处理,最后对批量预处理后的点云数据采用椭圆拟合算法获取隧道相对变形信息,提取各断面收敛变形信息,同时基于断面各点变形值生成三维变形云图。采用徕卡Scanstation c10获取上海地铁10号线隧道点云数据,实验证明本文所提出的方法在隧道断面变形监测方面具有实践意义,变形监测精度满足工程需求。     

沸石负载型TiO2处理炼化反渗透浓缩水的研究

介绍了一种利用地面三维激光扫描技术来辅助建设工程的规划竣工核实的技术路线.研究了内业数据处理的相关技术,详细介绍了微地形提取流程和规划竣工核实的主体建筑物立面轮廓特征线提取技术.利用从点云数据中提取的相关特征,采取交互式建模的方式进行三维建构筑物建模,最后将地面三维激光扫描的成果整合到三维规划竣工核实应用中.     

基于平面特征的箱型钢结构点云角点自动提取

箱型接口是钢结构建筑安装中的一种典型接口,由于焊接及加工工艺,其端口无明显可供监测角点特征,用传统测量方法难以解决接口监测特征不固定且监测目标多的问题,本文采用地面激光技术进行钢结构安装检测,通过点云法向聚类及特征合并等方法自动提取点云局部平面特征,在此基础上结合钢结构先验尺度进行平面交会的方法获得钢结构的角点特征,实现了检测特征提取自动化,实验证明该方法提取角点精度与手工提取相当,大大提高了特征提取效率,有利于该技术在行业领域的应用推广。     

正方形边界悬垂织物自由形态的逆向实现

以正方形边界悬垂织物模型的逆向实验为例,研究自由形态的逆向实现技术,将正方形边界悬垂织物模型经三维扫描,得到表征自由形态特征的点云数据,基于逆向软件处理点云数据,得到重构曲面并生成初始网格,引进条带化旋转展开技术,进一步综合运用三维造型软件与三维打印技术,设计自由形态空间网格结构并可将其快速打印成型,验证了逆向实现技术的可行性。     

基于地面三维激光扫描的古建筑测绘技术研究

本文利用三维激光扫描技术在古建筑测绘中的辅助测绘优势,以中国某重点文物保护单位为例,进行3个层面关键技术问题的研究：(1)从点云数据的采集、点云数据的拼接、点云数据的去噪,到CAD图形的生成和三维空间影像生成等古建筑测绘及数据生成处理中的关键技术问题;(2)探讨了古建筑的三维建模问题,研究了具体的建模过程,对建好的三维模型进行了纹理贴图,并对三维模型进行了特征线的提取,绘制出了古建筑的立、剖、俯和平面图,并对三维模型进行了精度分析;(3)对古建筑测绘在古建筑保护、修缮和重建等方面的重要性进行了论述。结果表明,在古建筑测绘中应用地面三维激光扫描技术,可以有效实现高精度、全自动化的数据采集工作。     

一种点云边界轮廓特征快速提取方法

边界轮廓线对建筑物快速建模和变形监测起着重要作用。针对三维点云边界轮廓特征提取不准确和时间复杂度高等问题,提出一种点云边界轮廓特征快速提取方法。首先,对点云数据进行改进体素化下采样;然后,八叉树体素化点云数据,以每个体素的外切球为单位,计算曲率描述子,对边界轮廓特征进行粗提取;最后,对粗提取的特征点计算每个点k邻域的最大主曲率,对边界轮廓信息进行精提取。对某桥大型拼装构件的试验结果表明,该方法不仅速度快,而且提取的边界轮廓线简洁、清晰、完整。