基于车载LiDAR数据的道路边界精细提取

根据道路在车载激光点云数据中的表达特征,提出一种基于轨迹线辅助下的K均值聚类算法,开展针对道路边界线的自动精细提取研究,算法描述为:先进行数据预处理,将复杂轨迹简化成单一轨迹;再利用轨迹辅助,通过插入截面,将点云投影在截面上获得"断面线";然后以断面线为基础,采用K均值聚类算法提取出道路边界;最后对提取的道路边界进行检核、优化,获取精细道路边界信息.实验表明,该方法实现了道路边界高效准确地全自动提取.     

基于机载LiDAR数据的建筑物点云提取

LiDAR技术是快速获取地面及地物三维数据的新型测绘技术,也是近年来进行城市三维建模的一种重要手段,而对建筑物的提取是城市三维建模的重要步骤。为了从原始机载点云中有效地提取出城市建模所需要的建筑物点云,在常用机载LiDAR滤波与点云分类思想的基础上,提出了结合面积与斜率两特征参数的区域增长算法,实现了高大植被与建筑物点云的有效分离,完成了建筑物点云的提取。通过设定合理的面积阈值与斜率阈值,结合具体的数据通过该算法获得了较好的提取效果,最后对提取方法及效果进行了客观分析与评价。     

基于纹理映射的医学图像三维重建

提出了一种基于纹理映射的体绘制算法,提高了图像的重建效率,增强了图像的重建效果。算法实现了对二维医学图像序列的三维重建,在目前通用的个人计算机上可以以近似实时的速度重建出高质量的三维图像。针对算法中存在的问题提出了两种不同的改进方法,取得了较好的效果。结合纹理生成的过程和纹理重采样的过程,对重建后的三维图像实现了交互切割的算法。     

基于机载LiDAR数据的建筑物屋顶边界提取

针对机载Li DAR点云数据提出了一种建筑物屋顶边界提取方法。首先,将建筑物屋顶激光点云投影至XOY平面上,对屋顶点云构建网孔,初步提取建筑物边缘点云并去除部分孤立点;然后,采用改进的带距离控制的卷包裹算法对角点进行提取,根据相邻房屋边缘点一侧不存在激光点的性质,对边缘点云进行二次提取;最后,对房屋边线上的点云采用最小二乘直线拟合方法分别拟合屋顶各边线,并对拟合后的边线进行规则化及扩展,还原建筑物边界线。相比于基于不规则三角网模型的边缘提取方法,采用本文算法获得了更多边缘点,并且避免了凸包性缺陷导致对建筑物边缘提取造成的关键边缘点遗漏问题,对各种形状建筑物均有较强适应性,且运行效率更高。     

基于断层CT图像的三维重建

对由一组二维CT图像重建三维结构的方法进行研究,先对图像进行几何校正,再对图像实施分割,然后用基于形状的插值方法计算出插值层的物质信息,形成三维数据;同时提出一种绘制数据场所包含的半透明或表面物质的快速算法．     

基于点云数据三维重建方法的研究

由于三维激光扫描仪采集的点云数据是离散的,这些离散的点云数据由于分辨率有限,缺少灵活性,导致无法满足对实际场景重建出具有几何精确性的模型。为解决上述问题,用Delaunay三角化方法构造网格逼近物体的i维表面模型,把离散的点云数据连续化生成表面模型来模拟场景,实验证明该方法有效。     

基于单影像视觉的建筑物三维重建

研究了以航空遥感影像为基础的单影像建筑物三维重建的方法。由于航空遥感影像近似竖直摄影的特性,倾斜角非常小,几乎接近于零,而且内方位元素已知。本文的方法是在没有地面控制点的情况下,通过自动或者人工获取的建筑物角点的像平面坐标,利用内方位元素和地面建筑物的长度等相对控制条件,直接用共线方程和平行线条件,在局部坐标系中同时求解影像的外方位元素与建筑物的宽度和高度。从而获得建筑物的外形轮廓并实现建筑物的三维重建。实验证明,从单影像上提取和重建建筑物,在没有该地区的立体影像时,或者没有地面控制的情况下,对于无遮挡的、呈规则几何形状的建筑物是一种比较简单实用的三维重建途径。     

基于分割与镶嵌的纹理图形生成

计算机生成纹理图的研究是计算机图形学的一个重要课题。研究计算机生成纹理的实用价值就在于能够发现和找到生成某类自然纹理的特殊算法。并以此生成出符合实际需要的纹理图。本文介绍一种计算机生成纹理图的方法,即分割与镶嵌的方法。这种方法生成的图形能用于陶瓷、砖石及织物表面的图案及质感的模拟,同时也可用于计算机艺术创作。     

三维人脸扫描图像数据预处理

为构造基于知识学习的形变模型所需的规格化三维人脸库,提出一种纹理映射图数据结构及以点为处理单元的分割三维人脸的方法.该结构将原始数据隐含的信息显性化,为激光扫描仪采集的真实三维人脸中分离的采样点与纹理2部分数据建立双向映射关系,以保证数据操作和处理达到实时与同步.基于此结构的快速映射特点,提出的分割方法以二维纹理点为操作对象能够快速处理大量原始数据.     

基于单影像视觉的建筑物三维重建

研究了以航空遥感影像为基础的单影像建筑物三维重建的方法.由于航空遥感影像近似竖直摄影的特性,倾斜角非常小,几乎接近于零,而且内方位元素已知.本文的方法是在没有地面控制点的情况下,通过自动或者人工获取的建筑物角点的像平面坐标,利用内方位元素和地面建筑物的长度等相对控制条件,直接用共线方程和平行线条件,在局部坐标系中同时求解影像的外方位元素与建筑物的宽度和高度.从而获得建筑物的外形轮廓并实现建筑物的三维重建.实验证明,从单影像上提取和重建建筑物,在没有该地区的立体影像时,或者没有地面控制的情况下,对于无遮挡的、呈规则几何形状的建筑物是一种比较简单实用的三维重建途径.     

基于LIDAR数据融合的数码城市三维重建

对三维激光扫描技术进行了简介,分析了目前数码城市三维重建的各种方法,指出其不足。提出利用机载LIDAR对一座城市进行三维空间数据采集,获取整座城市的LIDAR数据,按数码城市各部分建设的轻重缓急,分期分批地以地面LIDAR为补充获得更详实的数据,将二者所采集的数据进行融合,对3D数码城市三维重建进行探讨。     

三维人脸库数据还原处理

利用北京工业大学多媒体与智能软件技术实验室创建的中国人彩色三维人脸数据库中所提供的三维人脸数据，还原到规格化前的三维人脸数据，并建立了几何图与纹理图的双向映射关系．这一研究对于后续研究时的三维人脸数据操作具有重要意义．     

基于宽基线立体视觉的远距离三维重建

针对月球车视觉导航中远距离场景的三维重建问题,提出一种基于相机自标定的宽基线立体视觉方法.该方法首先提取立体图对的尺寸不变性(SIFT)特征并进行匹配,得到特征点对应关系;再使用外极线几何约束描述立体图像校正的直射变换,对其Sampson误差使用Levenberg-Marquardt(LM)算法求得最小二乘最优解,完成相机参数估计和图像校正;对校正后的图像使用种子像素视差扩张算法进行宽基线立体匹配,根据匹配得到的视差完成目标场景三维重建.实验表明:该方法解决了月球车相机的现场标定难题,并能够解决宽基线立体视觉面临的光照差异、透视畸变、遮挡等问题,对远距离山脉等自然场景的三维重建效果良好,重建精度较高.     

基于深度三维形变的单张3D人脸重建算法

三维形变模型(3DMM)作为人脸重建的重要方式,在3D建模、图像合成等领域有着广泛的应用.由于受训练数据类型、数量以及主成分等因素影响,3DMM存在过约束的现象,不能提供足够的灵活性来表示高频变形.本文将三维形变模型嵌入到深度神经网络中,为提升3D人脸重建的表示能力提供了新的思路.为了提升网络学习效率,本文构设了一种双通路神经网络,实现了在全局路径和局部路径之间的平衡.通过在学习目标和网络结构两方面改进非线性3DMM,提出了一种比线性或以往的非线性模型更能捕捉到更高层次细节的模型.算法对比与仿真实验表明,本文算法在3D人脸重建上的归一化平均误差更低,所生成的3D人脸模型鲁棒性好、重构准确,实现了较好的3D人脸重建性能.     

基于工业基础类的建筑物3D Tiles数据可视化

针对目前建筑信息模型（BIM）与地理信息系统（GIS）集成方案网络传输与浏览器渲染能力的不足,选择GIS领域更适合Web端加载的三维瓦片数据作为研究目标,提出BIM模型从工业基础类（IFC）向3D Tiles数据格式的转化方法和在Web端快速加载BIM模型的思路,并对GIS和BIM在Web端的大体量数据集成方案进行研究. 针对IFC标准模型数据,根据建筑构件划分标准对数据进行拆分,得到几何信息文件和语义属性文件. 几何信息文件经中间格式转换,最终与语义属性文件封装为保留有BIM语义属性的三维瓦片数据. 在转换过程中完成了坐标转换、数据映射、空间索引以及多细节层级（LOD）划分,实现了BIM数据和地理要素数据在三维WebGIS框架下快速、高效的渲染交互.     

基于面识别的三维重建

传统的三维重建算法一般是从点线或体的角度来理解视图 ,本文不同于传统的自底向上和自顶向下的三维重建算法 ,从中间层次的面出发 ,讨论了基于面识别的三维重建技术。分别以圆柱面和平面的投影约束关系为准则 ,通过在视图的数据集中搜索各投影特征 ,识别视图中的圆柱面和平面 ,形成物体完整的表面模型     

基于SolidWorks的二维工程图三维重建系统实现

阐述了以二维工程图中三视图表达为基础的三维重建基本理论和相关算法,重点改进了一种轮廓搜索算法.构建的三维重建系统是以DXF文件为数据源,借助Visual C++编程语言开发了一个基于SolidWorks平台的三维重建系统.实验表明提出的算法和实现过程具有较好的可行性和有效性.     

3D surface reconstruction based on binocular vision using structured light

A 3D surface reconstruction method using a binocular stereo vision technology and a coded structured light, which combines a gray code with phase-shift has been studied. The accuracy of the 3D surface reconstruction mainly depends on the decoding of gray code views and phase-shift views. In order to find the boundary accurately, gray code patterns and their inverses are projected onto a human eye plaster model. The period dislocation between the gray code views and the phase-shift views in the course of decoding has been analyzed and a new method has been proposed to solve it. The splicing method is based on feature points. The result of the 3D surface reconstruction shows the accuracy and reliability of our method.     

A 3D GIS spatial data model based on conformal geometric algebra

We propose a new Geographic Information System (GIS) three-dimensional (3D) data model based on conformal geometric algebra (CGA). In this approach, geographic objects of different dimensions are mapped to the corresponding basic elements (blades) in Clifford algebra, and the expressions of multi-dimensional objects are unified without losing their geometric meaning. Geometric and topologic computations are also processed in a clear and coordinates-free way. Under the CGA framework, basic geometrics are con...     

3D reconstruction method based on contour features

To guarantee the accuracy and real-time of the 3D reconstruction method for outdoor scene, an algorithm based on region segmentation and matching was proposed. Firstly, on the basis of morphological gradient information, obtained by comparing color weight gradient images and proposing a multi-threshold segmentation, scene contour features were extracted by a watershed algorithm and a fuzzy c-means clustering algorithm. Secondly, to reduce the search area, increase the correct matching ratio and accelerate the matching speed, the region constraint was established according to a region''s local position, area and gray characteristics, the edge pixel constraint was established according to the epipolar constraint and the continuity constraint. Finally, by using the stereo matching edge pixel pairs, their 3D coordinates were estimated according to the binocular stereo vision imaging model. Experimental results show that the proposed method can yield a high stereo matching ratio and reconstruct a 3D scene quickly and efficiently.