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《长安大学》 2018年
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地面三维激光扫描数据压缩和配准研究

孙文亮  
【摘要】:随着科学技术和经济的快速发展,三维激光扫描技术在各个应用领域也得到了长足的发展,使得三维激光扫描技术在逆向工程、变形监测以及医学领域有了广泛的应用。三维激光扫描技术是在不接触被扫描目标物体的情况下,就能够获取物体的表面特征点信息和纹理特征,然后对扫描获取的点云数据进行一系列的数据处理,就可以得到完整的、直观的物体细部特征,因此三维激光扫描技术的发展对物体的三维建模有重要的推动作用。然而,目前三维激光扫描技术还不够成熟,在自身扫描系统和数据处理方面都还存在不少急需解决的难题,尤其是对多个测站点云数据的配准精度是制约点云后续数据处理和三维建模精度的重要因素,由于三维激光扫描仪在对被扫描物体进行观测时,往往需要从多个测站点架设仪器才能获取被扫描物体的完整特征信息,但是这些测站点分别处于不同坐标系下,所以为了获得目标物体的完整信息就需要对坐标系进行平移和旋转,从而将不同坐标系下的扫描结果统一到同一坐标系中。因此如何将这些不同坐标系下的测站高质量、高效的统一到同一坐标系中,所以这就要求对点云配准算法做精细化、高效化的研究,以提高点云配准的精度和效率。因此本文重点对三维激光点云数据压缩和配准算法进行研究,以下是本文主要的工作内容:(1)本文总结了三维激光扫描技术压缩算法和配准算法在国内外的研究现状,同时对三维激光扫描技术的基本原理、分类、应用领域和特点以及点云数据处理的流程做了相应的介绍。(2)本文采用的点云数据量比较大,而且数据相对散乱,因此本文利用区域重心压缩算法对点云数据进行不同比例的压缩,然后根据不同的压缩比例,对压缩后的点云数据进行特征对比和质量分析,本文以VS2013为平台实现区域重心法压缩实验。(3)通过学习点云数据配准方法,分别介绍了常用的粗配准算法和精配准ICP算法,然后文章介绍了k-d树算法对点云数据的组织和最近点搜索,并且利用BBF(Best Bin First)算法对k-d树最近点搜索进行改进,并利用改进后的k-d树算法加速ICP算法,通过VS2013平台对经典ICP算法和k-d树加速ICP算法的优劣进行对比,实验结果表明了利用k-d树加速ICP算法,不仅提高了点云配准的效率,同时也提高了配准的精度。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:P225.2

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张伟;曲筱筱;孔昭龙;高浠舰;李飞;;基于移动GIS和LBS技术的地名地址快速采集方法研究与应用[J];测绘与空间地理信息;2014年12期
2 谭骏祥;李少达;杨容浩;;迭代最近点匹配算法的树结构k近邻搜索比较研究[J];测绘科学;2014年04期
3 刘思宇;;基于三维扫描的土石方计算研究[J];河南科技;2013年16期
4 崔磊;张凤录;;地面三维激光扫描系统内外业一体化研究[J];北京测绘;2013年01期
5 黄承亮;;三维激光扫描技术在人体三维建模中的应用研究[J];测绘;2013年01期
6 王欣;张明明;于晓;章明朝;;应用改进迭代最近点方法的点云数据配准[J];光学精密工程;2012年09期
7 杨荣华;花向红;邱卫宁;唐琨;耿涛;;三维激光扫描仪的任意方向角度分辨率模型研究[J];测绘信息与工程;2011年03期
8 吴侃;黄承亮;陈冉丽;;三维激光扫描技术在建筑物变形监测的应用[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2011年02期
9 葛晓天;卢小平;王玉鹏;卢遥;李团好;;多测站激光点云数据的配准方法[J];测绘通报;2010年11期
10 田丰瑞;花向红;刘金标;周波;;一种基于罗德里格斯矩阵的ICP改进算法及应用[J];城市勘测;2010年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 仇正良;三维地表点云数据处理研究[D];西南交通大学;2016年
2 张步;三维激光点云数据配准研究[D];西安科技大学;2015年
3 毕进超;三维激光扫描技术在危岩体变形监测中的应用研究[D];长安大学;2015年
4 朱玉滨;基于SIFT的图像检索技术研究[D];吉林大学;2014年
5 刘博涛;三维激光扫描技术在地面沉降监测中的应用研究[D];长安大学;2014年
6 李宝瑞;地面三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用研究[D];长安大学;2012年
7 王红霞;三维激光扫描技术在桥梁监测中的应用[D];兰州理工大学;2012年
8 郑中建;逆向工程中基于点云截面曲线特征的曲面模型重建与修改[D];东北大学;2011年
9 孙正林;三维激光扫描点云数据滤波方法研究[D];中南大学;2011年
10 李天兰;三维点云数据的处理与应用[D];昆明理工大学;2011年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王洪宝;陈昆山;;基于三维点云的车辆残余变形求解[J];中国安全科学学报;2015年11期
2 李冠宇;汪友生;金铭;;一种血管壁区域内标记点匹配的方法[J];测控技术;2015年10期
3 武永斌;卢小平;陈曦东;钱小龙;李国清;于海洋;;机载LiDAR铁路测绘关键技术及应用[J];测绘通报;2015年09期
4 李珵;卢小平;朱宁宁;卢遥;武永斌;李国清;;基于激光点云的隧道断面连续提取与形变分析方法[J];测绘学报;2015年09期
5 王勇;唐靖;饶勤菲;袁巢燕;;采用点云重心距离进行边界检测的点云数据配准[J];小型微型计算机系统;2015年09期
6 王芬旗;吴敦;廖佳;施斌;何劲源;;激光扫描技术在建筑变形监测中的研究[J];城市勘测;2015年04期
7 冯晓刚;刘明星;撒利伟;杨鑫;李萌;;三维激光扫描在土石方量精计算中的应用[J];地理空间信息;2015年04期
8 胡志胜;于敬武;束涛;;一种结合了栅格化和特征判断的点云压缩方法[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2015年08期
9 刘宇飞;李珩;冀艳波;;基于三维扫描人体女裤基本纸样建立分析[J];西安工程大学学报;2015年04期
10 吕志鹏;伍吉仓;郑二龙;;利用移动最小二乘法进行点云变形分析的研究[J];测绘通报;2015年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王萌;三维激光扫描数据缺失的修复方法研究[D];重庆交通大学;2018年
2 高寒;基于点云的大豆植株三维重建[D];黑龙江八一农垦大学;2018年
3 庞香润;基于FBG传感器宏应变分布技术的混凝土梁桥监测研究[D];苏州科技大学;2018年
4 邓晓隆;基于三维激光扫描的桥梁结构变形检测及数据分析[D];苏州科技大学;2018年
5 马柏林;激光点云数据索引和压缩方法研究[D];西安科技大学;2018年
6 周才文;基于地面三维激光扫描的露天矿山边坡变形监测研究[D];江西理工大学;2018年
7 刘博文;基于二维特征点的三维人脸点云配准技术研究[D];北方工业大学;2018年
8 许海波;基于建筑特征的三维激光点云数据处理方法研究[D];重庆交通大学;2018年
9 向强;悬式绝缘子尺寸综合测试台研制及关键方法研究[D];电子科技大学;2018年
10 黄皓中;基于无人机数据的露天矿三维时空对比及微地貌分析[D];中国地质大学(北京);2018年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨容浩;岑敏仪;张同刚;郑平元;;格网划分的最邻近点搜索方法[J];测绘科学;2012年05期
2 王星杰;;三维激光扫描仪在道路竣工测量中的应用[J];北京测绘;2012年04期
3 刘向增;田铮;史振广;陈占寿;;基于FKICA-SIFT特征的合成孔径图像多尺度配准[J];光学精密工程;2011年09期
4 杨靖英;程相兵;;基于智能全站仪外业数据采集系统的设计与实现[J];城市勘测;2011年04期
5 孙德鸿;蒋涛;周谦益;张庆圆;;三维激光扫描技术在工业三维GIS方面的应用[J];测绘通报;2011年08期
6 龚卫国;张旋;李正浩;;基于改进局部敏感散列算法的图像配准[J];光学精密工程;2011年06期
7 王文斌;李益;马艳军;郭芳;张敏芳;;面向南水北调中线水质监测的GPS移动数据采集终端及系统的设计与实现[J];南水北调与水利科技;2011年02期
8 马丽娜;马克;王智超;;3维激光扫描仪定向技术研究[J];测绘与空间地理信息;2010年02期
9 齐公玉;邱卫宁;花向红;陈汉坤;刘志武;;面积测量设计中地块形状与界址点误差关系[J];测绘信息与工程;2010年02期
10 孟卫;;基于移动GIS的城市绿化信息采集系统的设计与实现[J];测绘标准化;2010年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴琼;三维点云模型数据的滤波算法与配准算法研究[D];燕山大学;2014年
2 刘凯斯;机载激光LiDAR点云数据滤波和分类算法研究[D];首都师范大学;2014年
3 吴耀;基于SIFT算子的地面激光点云数据配准方法研究[D];东华理工大学;2013年
4 马晓泉;三维激光扫描数据处理与曲面重建方法研究[D];东华理工大学;2013年
5 荆洪迪;基于三维激光扫描的岩体节理信息提取研究[D];东北大学;2013年
6 宋林霞;三维点云配准方法的研究[D];济南大学;2013年
7 靳洁;基于小波分析的地面三维激光扫描点云数据的滤波方法研究[D];长安大学;2013年
8 李彩玲;三维模型重建、修复及优化算法研究与实现[D];首都师范大学;2013年
9 朱道广;基于视觉词袋模型的图像分类研究[D];解放军信息工程大学;2013年
10 陈聪梅;基于Kinect的三维点云数据处理[D];苏州大学;2013年
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1 吴灏;;三维激光扫描技术在古生物学中的应用[J];自然博物;2015年00期
2 王金玲;;三维激光扫描技术在建筑领域中的应用初探[J];湖北水利水电职业技术学院学报;2016年01期
3 万飞;许小金;;三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用[J];中小企业管理与科技(中旬刊);2018年05期
4 蔡婷;;三维激光扫描技术及工程应用分析[J];工程建设与设计;2018年17期
5 武小钰;陈伟进;;试析古建筑修复中三维激光扫描技术的应用[J];居舍;2018年26期
6 宋礼德;;三维激光扫描技术在公路边坡监测中的应用[J];低碳世界;2016年36期
7 姚鹏;;三维激光扫描技术在危岩体调查中的应用[J];资源信息与工程;2017年01期
8 韩腾腾;陶禹;;三维激光扫描技术在煤矿井架变形监测分析中的应用[J];山东煤炭科技;2017年02期
9 何原荣;潘火平;陈鉴知;郑渊茂;;宋代古船的三维激光扫描技术重建与模型3D打印[J];华侨大学学报(自然科学版);2017年02期
10 郭东东;;地面三维激光扫描技术在道路工程测绘中的应用[J];经纬天地;2016年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李正才;孙小权;李开文;;基于三维激光扫描技术的资产快速化评估研究与实现[A];第十八届华东六省一市测绘学会学术交流会江苏优秀论文集[C];2016年
2 丁延辉;;基于地面三维激光扫描数据的建筑物三维模型重建[A];2008年全国高等学校建筑院系建筑数字技术教学研讨会论文集[C];2008年
3 张爱武;;三维激光扫描及其应用处理技术[A];中国图象图形学学会立体图象技术专业委员会学术研讨会论文集(第三期)[C];2009年
4 王力;李广云;;三维激光扫描技术在新农村建设中的应用[A];创新发展——河南省第五届学术年会论文选集[C];2009年
5 王文江;彭飞飞;张志全;;地面三维激光扫描系统数据获取与处理框架研究[A];第十三届中国科协年会第12分会场-测绘服务灾害与应急管理学术研讨会论文集[C];2011年
6 李巧丽;王朝阳;刘震;;三维激光扫描技术在土楼保护中的应用[A];华东华南计量学术交流研讨会论文集[C];2012年
7 罗旭;李建双;赵岩;姚山;冯仲科;陈晓雪;;特殊条件下三维激光扫描系统扫描精度分析[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
8 许涛;胡少兴;;便携式三维激光扫描系统的研制与开发[A];中国测绘学会九届四次理事会暨2008年学术年会论文集[C];2008年
9 沈志坚;;国产三维激光扫描技术在大型堆体体积测量运用[A];云南省测绘地理信息学会2016年学术年会论文集[C];2016年
10 杨帆;董景利;薛伟;冯尧;;三维激光扫描技术及相关软件在建模方面的应用[A];全国工程测量2012技术研讨交流会论文集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 高蕾;北京建筑工程学院获得两项国家测绘科技进步奖[N];科技日报;2009年
2 记者 牟秀源 通讯员 汪利娟;三维激光扫描助力建筑施工监管[N];中国安全生产报;2014年
3 北京建筑工程学院 吴志群 云冈石窟研究院 宁波;三维激光扫描技术在古建保护修复中的应用[N];中国文物报;2009年
4 记者 陈园园;三维激光扫描技术首次用于石窟保护[N];中国建设报;2010年
5 山西省考古研究所 程虎伟;基于三维激光扫描技术的古城墙精密测绘[N];中国文物报;2012年
6 丰立柱 刑殿勇 于艳龙;基于三维激光扫描技术的古建筑多边形柱垂直度测量[N];中国文物报;2014年
7 李兆平 龚渤;多点开花 前景广阔[N];中国测绘报;2012年
8 记者 李晓东;天安门城楼首次建立三维激光扫描实景模型[N];光明日报;2013年
9 云冈石窟研究院党支部书记、博士 黄继忠;三维激光扫描技术在云冈石窟研究中的应用[N];大同日报;2010年
10 记者 刘小兵;三维激光扫描技术为云冈石窟建“数字档案”[N];光明日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 罗旭;基于三维激光扫描测绘系统的森林计测学研究[D];北京林业大学;2006年
2 张会霞;三维激光扫描点云数据组织与可视化研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
3 董秀军;三维空间影像技术在地质工程中的综合应用研究[D];成都理工大学;2015年
4 王晓东;大型室外铁质文物结构现状及加固方案研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 张晨;煤矸光电密度识别及自动分选系统的研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
6 敖建锋;动态沉陷区地面激光扫描数据处理关键问题研究[D];中国矿业大学;2013年
7 秦晓;三维激光扫描技术在耳后皮肤扩张器移位及面积变化中的应用研究[D];中国协和医科大学;2009年
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1 孙文亮;地面三维激光扫描数据压缩和配准研究[D];长安大学;2018年
2 魏建强;三维激光扫描在边坡支护结构监测中的应用[D];兰州交通大学;2018年
3 王军;地面三维激光扫描技术在古建筑测绘中的应用研究[D];兰州交通大学;2018年
4 刘九阳;三维激光扫描技术在边坡监测中的应用研究[D];辽宁科技大学;2018年
5 张宇贝;基于三维激光扫描的复杂管线BIM几何模型构建与应用研究[D];北京建筑大学;2018年
6 田鹏艳;基于三维激光扫描技术的变形测量关键技术研究[D];山东理工大学;2018年
7 王萌;三维激光扫描数据缺失的修复方法研究[D];重庆交通大学;2018年
8 苏建龙;高陡黄土边坡三维激光扫描变形监测与稳定性分析[D];兰州理工大学;2018年
9 邓晓隆;基于三维激光扫描的桥梁结构变形检测及数据分析[D];苏州科技大学;2018年
10 欧阳俊峰;基于三维激光扫描技术的现役桥梁变形监测应用研究[D];华南理工大学;2018年
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