發(fā)布時間：2020-06-07 19:29

【摘要】：三維激光掃描儀在采集點云數據時,由于自身或周圍環(huán)境的遮擋會造成點云數據的不完整,即點云數據存在孔洞。不完整的點云數據會影響三維模型的重建,所以研究修補點云孔洞的方法是很有必要的。本文引入攝影測量技術,采集點云孔洞位置周圍的實體影像數據,通過運動恢復結構算法(SFM)和基于面片模型的密集匹配(PMVS)將影像數據解算成原始影像點云數據,經過兩種點云數據的配準,重疊區(qū)域原始影像點云數據的刪除和影像點云數據的最優(yōu)密度選擇完成兩種數據之間的融合,從而完成點云數據的孔洞修補,并進行精度分析。論文的主要研究成果如下:(1)影像數據解算時,詳細介紹了SFM和PMVS方法。利用SFM通過在圖像中進行特征點的提取與匹配、張正友相機標定法進行內參數矩陣的標定、相機姿態(tài)的計算,最后利用三角測量法生成稀疏的三維點云數據。利用PMVS對圖像進行匹配、擴散和過濾生成密集點云。(2)為了提高兩種點云數據的配準精度,本文利用七參數算法中的Bursa模型完成兩種點云數據的精配準,重點介紹重心化的Bursa模型,尺度初始值的選取方法。實驗結果表明,這種方法能有效的完成兩種數據的精確配準。(3)為了減少重疊區(qū)域的點云數據,本文利用k-鄰近算法在兩片點云中尋找對應點對,利用對應點對之間的距離完成點云是否位于重疊區(qū)域的篩選工作。實驗結果表明,這種方法能有效的篩選位于重疊區(qū)域的原始影像點云數據,進而刪除原始影像點云數據中位于重疊區(qū)域的點云數據。(4)鑒于影像數據的精度低于點云數據,通過斷面法比較出影像點云數據的最優(yōu)密度。首先研究了點云數據密度的計算方法,并介紹了點云數據精簡和點云數據插值的多種方法。其次采用了最小距離法精簡影像點云數據,采用最近鄰點插值法對影像點云數據進行插值,得到多種密度的影像點云數據。通過斷面法比較得出最優(yōu)密度。實驗結果表明,綜合點云數量的考慮,選用最優(yōu)影像點云數據是對應待修補點云數據的1.2倍。(5)為了檢驗利用影像數據修補點云數據方法的可行性,本文采用表面積反和偏差法進行精度分析。實驗結果表明,表面積法得到的面積比均小于0.5%,偏差法得到的偏差最大為0.0036m,最小為0.0015m。
【圖文】：

2-1 三維激光掃描儀的工作原理orking principle of a three-dimensional las{ = = = 一種新型技術，通過激光掃描測量他屬性信息，主要有以下幾種數據激光掃描儀不需要直接接觸目標表面的幾何信息。這個優(yōu)點既可以保到危險區(qū)域或難以到達區(qū)域的數據人員在采集數據時，，只需要設置始工作，掃描指定的目標物體。描儀可以設置不同的采樣點間距

2 三維激光掃描技術和攝影測量技術-6000、RIEGL VZ-2000。其中 RIEGL V全波形回波技術（waveformdigitizatioon-line waveform analysis）的儀器，纖角分辨率可以達到 0.0005°。它還可以單次回波技術只能觀測到單一目標。此統(tǒng)獲取的點云數據具有均勻分布、完全依賴于它的多棱鏡快速掃描技術。即便-1000 三維激光掃描成像系統(tǒng)也能完成高00 三維激光掃描儀。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P23

【參考文獻】

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1 田苗;郝向陽;劉松林;張小東;;基于點離散度的張正友標定法[J];全球定位系統(tǒng);2015年06期

2 王果;崔希民;俞世煒;岳沖;;應用掃描光線重建法的建筑立面遮擋點云恢復[J];測繪通報;2014年05期

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本文編號：2701889