收藏本站
《战略支援部队信息工程大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

空间三维点云数据精确配准技术

李鹏  
【摘要】:点云配准作为空间三维点云预处理阶段的重要数据处理步骤,对获得完整的被测目标表面空间三维坐标有着极其重要的作用,但目前的各种配准算法在配准速度、精度及可靠性方面还有待提升。本文主要研究了空间三维点云数据的精确配准技术,重点研究了其中的特征提取、坐标转换、精确匹配、多站配准误差改正等算法,主要工作和创新点如下:1.总结了目前空间三维点云数据配准技术及现状,从数据预处理、特征提取、初始配准、精确配准及多站点云配准误差改正五个方面分析总结了各种算法的原理及特性。2.分析了点云数据空间分布规律,提出了一种三维激光点云数据虚拟特征点提取算法,该算法在曲率特征提取边角点的基础上,使用特征点聚类法将同一特征线上的边角点分类,并使用端点拟合或直线拟合方法提取出虚拟特征点。实验表明该算法提取出的虚拟特征点具有更高的可靠性,能提高初始配准计算速率和精度。3.针对初始配准过程中传统的七参数、罗德里格矩阵算法的稳定性易受粗差影响的问题,提出了一种基于整体最小二乘的罗德里格矩阵算法,该算法能够顾及系数矩阵本身存在的误差,有效减小特征点坐标误差对参数求解的影响。实验结果表明该算法较传统算法具有更高的精度及稳健性。4.针对传统点云精确匹配算法拉入范围小且容易陷入局部最优的情况,设计了一种基于两步法的3D-NDT(3-Dimensional-Normal Distributions Transform,三维正态分布)点云数据精确配准算法。该算法较ICP(Iterative Closest Point,最近点迭代)算法不仅精度、可靠性显著提高,且速度更快。5.针对多站地面三维点云连续配准过程中误差累积的问题,采用基于二次或三次多项式的单航带平差模型对累积误差进行改正。实验结果表明,该方法能有效减少系统误差积累,提高配准精度。
【学位授予单位】:战略支援部队信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TN249

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡修祥;张良;;结合NARF特征的改进型3D-NDT多视点云配准[J];信号处理;2015年12期
2 邓勇;;广义Lehmer矩阵求逆问题研究[J];华中师范大学学报(自然科学版);2015年06期
3 胡川;陈义;朱卫东;钱承军;;整体最小二乘和最小二乘拟合空间直线的比较[J];大地测量与地球动力学;2015年04期
4 骆林;杜宁;张显云;王莉;汪波;冯富寿;黄宏畅;;融合点云RGB影像和3D-NDT算法溶洞的点云自动精确拼接[J];矿山测量;2015年04期
5 林祥国;黄择祥;;利用KD-树剔除机载雷达点云粗差的方法研究[J];测绘科学;2015年11期
6 张步;姚顽强;陈鹏;;基于几何特征的建筑物点云配准方法[J];大地测量与地球动力学;2015年03期
7 冯林;李斌兵;黄磊;;基于鲁棒马氏距离的LiDAR点云粗差探测与分析[J];大地测量与地球动力学;2014年05期
8 官云兰;程效军;詹新武;鲁铁定;;地面三维激光扫描仪系统误差标定[J];测绘学报;2014年07期
9 姚吉利;马宁;贾象阳;韩保民;;光束法区域网平差的地面激光扫描多站点云自动定向方法[J];测绘学报;2014年07期
10 姚宜斌;黄书华;孔建;何军泉;;空间直线拟合的整体最小二乘算法[J];武汉大学学报(信息科学版);2014年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 袁小翠;产品表面缺陷视觉检测数据处理关键技术研究[D];南昌大学;2015年
2 胡峰俊;三维离散点云数据的预处理和配准技术研究[D];浙江工业大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 骆林;基于无标志点溶洞三维激光点云自动拼接算法及应用研究[D];贵州大学;2016年
2 陈姝文;基于Plücker直线的机载LiDAR点云与航空影像配准研究[D];南京航空航天大学;2016年
3 杨朝岚;基于Kinect的移动机器人室内环境三维重建[D];北京石油化工学院;2015年
4 李国俊;基于Delaunay细化的散乱点云曲面重建研究[D];解放军信息工程大学;2015年
5 徐荣袖;点云的拼接与拓扑[D];河北工业大学;2014年
6 薄夫祥;基于Kinect与PCL的三维重建系统研究[D];东北大学;2013年
7 宋林霞;三维点云配准方法的研究[D];济南大学;2013年
8 左超;激光成像雷达距离像拼接技术[D];国防科学技术大学;2012年
9 曹晓兴;逆向工程模型重构关键技术及应用[D];郑州大学;2012年
10 邹冬;点云模型的尖锐特征提取与分片分析[D];南京师范大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贾勇帅;独知行;郭巍;陈哲;;大型储油罐变形数据处理与分析[J];城市勘测;2015年06期
2 李思达;刘志平;;多维直线概括模型的总体最小二乘估计[J];测绘科学;2015年12期
3 林良彬;杨必胜;代文霞;董震;;多视角林地地面激光点云自动化配准[J];测绘地理信息;2015年06期
4 袁震宇;钟志通;张林;张宇;;导弹末端弹道拟合方法研究[J];舰船电子工程;2015年11期
5 许辉熙;薛万蓉;程熙;;一种拟合三维空间直线的新方法[J];测绘通报;2015年09期
6 郑敏辉;臧玉府;梁福逊;杨必胜;;不同场景的地面激光点云配准方法研究[J];测绘通报;2015年08期
7 郝雪丽;孙朝云;李伟;呼延菊;;基于结构光的路面三维重构技术[J];计算机工程与设计;2015年08期
8 胡川;陈义;朱卫东;钱承军;;整体最小二乘和最小二乘拟合空间直线的比较[J];大地测量与地球动力学;2015年04期
9 刘舜;徐亚楠;王涛;;三维激光扫描点密度不均匀性对地形建模精度的影响研究[J];地理信息世界;2015年03期
10 姚吉利;马宁;贾象阳;徐广鹏;谢建春;;球形标靶的固定式扫描大点云自动定向方法[J];测绘学报;2015年04期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 乔梁;基于移动医疗的连续断层影像2D/3D可视化交互技术研究[D];第三军医大学;2017年
2 李太峰;基于三维匹配的复杂曲面零件质量检测方法研究[D];华中科技大学;2017年
3 李自胜;点云数据处理与特征识别关键技术研究[D];西南交通大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李丹煜;基于卷积神经网络的点云配准方法研究[D];中北大学;2018年
2 郭红涛;AOD炉炉衬侵蚀分析方法的研究[D];长春工业大学;2018年
3 杜霞;复杂点云三维配准算法研究[D];西北大学;2018年
4 张振华;基于车载LiDAR数据的道路三维建模方法研究[D];江西理工大学;2018年
5 王保岩;矿井巷道三维重建及安全监测技术研究[D];山东大学;2018年
6 于国超;建筑物表面三维激光点云数据分类处理方法研究[D];河北师范大学;2018年
7 田德;基于点云数据的木材喷涂工件匹配与位姿估计算法研究[D];广东工业大学;2018年
8 崔毅;基于线激光旋转扫描的三维视觉测量方法研究[D];哈尔滨工程大学;2018年
9 李鹏;空间三维点云数据精确配准技术[D];战略支援部队信息工程大学;2018年
10 何华;散乱点云数据三角网格曲面重建研究[D];战略支援部队信息工程大学;2018年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚宜斌;黄书华;孔建;何军泉;;空间直线拟合的整体最小二乘算法[J];武汉大学学报(信息科学版);2014年05期
2 张晓;张爱武;王致华;;基于改进正态分布变换算法的点云配准[J];激光与光电子学进展;2014年04期
3 潘国荣;唐杭;;特征分解与选权迭代在空间直线拟合中的应用[J];东南大学学报(自然科学版);2013年S2期
4 吕强;王晓龙;刘峰;夏凡;;基于点云配准的室内移动机器人6自由度位姿估计[J];装甲兵工程学院学报;2013年04期
5 马鼎;李斌兵;;黄土沟壑区切沟植被的激光点云滤波及地形构建[J];农业工程学报;2013年15期
6 闫利;谢洪;胡晓斌;鲍秀武;;一种新的点云平面混合分割方法[J];武汉大学学报(信息科学版);2013年05期
7 胡川;陈义;;解加权总体最小二乘平差问题的一种新方法[J];大地测量与地球动力学;2012年06期
8 李芸;杨志强;杨博;;山区LIDAR点云数据的阶层次粗差探测与分析[J];大地测量与地球动力学;2012年02期
9 千国有;谭千蓉;王邦延;;关于矩阵LU分解的注记(英文)[J];四川大学学报(自然科学版);2012年02期
10 顾江永;;矩阵的三角分解与应用[J];吉首大学学报(自然科学版);2012年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王春艳;激光测量中光条关键技术研究[D];吉林大学;2014年
2 李萌;基于体感交互的沉浸式森林景观展示研究[D];北京林业大学;2013年
3 李武斌;热轧圆钢表面缺陷视觉在线检测算法研究[D];山东大学;2013年
4 吴庆华;基于线结构光扫描的三维表面缺陷在线检测的理论与应用研究[D];华中科技大学;2013年
5 王晨晨;异端类型三坐标测量机结构原理及误差修正技术研究[D];合肥工业大学;2012年
6 许晓丽;基于聚类分析的图像分割算法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
7 李江波;脐橙表面缺陷的快速检测方法研究[D];浙江大学;2012年
8 韩芳芳;表面缺陷视觉在线检测关键技术研究[D];天津大学;2012年
9 刘源泂;基于图像处理的钢板表面缺陷成像优化与深度信息提取方法研究[D];武汉科技大学;2011年
10 邱彦杰;反向工程中自动精确模型重建的关键技术研究[D];上海交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王建奇;大规模点云模型拼接与融合技术研究[D];浙江工业大学;2012年
2 梁群仙;基于激光雷达三维点云数据曲面重构技术的研究[D];北京交通大学;2012年
3 李国镇;基于Kinect的三维重建方法的研究与实现[D];北京交通大学;2012年
4 李犇;点云数据滤波处理及特征提取研究[D];首都师范大学;2012年
5 黄飒;三维激光扫描技术应用于古建筑测绘及其数据处理研究[D];河南理工大学;2012年
6 杨景旭;利用Kinect估计人体头部姿态[D];南京理工大学;2012年
7 钱萍;基于对偶四元数的航天器交会对接位姿关键技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
8 陈丽;逆向工程关键技术的研究与应用[D];西安工业大学;2011年
9 狄海进;基于三维视觉的手势跟踪及人机交互中的应用[D];南京大学;2011年
10 楚发;基于体感的三维配准系统的设计与实现[D];上海交通大学;2011年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘亚文;覃苏舜;;点云数据稀疏区域建筑物立面重建方法[J];应用科学学报;2017年02期
2 刘尚蔚;朱小超;张永光;魏群;;多片点云数据拼接处理技术的研究[J];水利与建筑工程学报;2014年01期
3 张习民;余小清;万旺根;张娟;;压缩感知点云数据压缩[J];应用科学学报;2014年05期
4 康兰;冯亚娟;陈正鸣;;多视点云数据快速对齐方法[J];机械设计与研究;2009年01期
5 郑德华;;点云数据直接缩减方法及缩减效果研究[J];测绘工程;2006年04期
6 张东;;基于球域膨胀的点云数据平面提取[J];工程技术研究;2018年11期
7 宣伟;;地面激光点云数据质量评价与三维模型快速重建技术研究[J];测绘学报;2017年12期
8 孙瑞;张贵豪;陈普智;;三维激光扫描点云数据的精简方法探讨[J];黄河水利职业技术学院学报;2018年02期
9 谌鹏;;点云数据生成软件的设计及其在月饼模具逆向设计与制造中的应用[J];制造技术与机床;2017年03期
10 黄景伟;何鹏;刘洁;陈明举;;点云数据提取二次曲面特征算法研究[J];信息通信;2017年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡文庆;施昆;曹影;;模糊C-均值聚类对点云数据的分割[A];云南省测绘地理信息学会2015年学术年会论文集[C];2015年
2 张飞飞;车翔玖;左文品;;基于B样条曲线的点云数据简化方法[A];第五届全国几何设计与计算学术会议论文集[C];2011年
3 胡志杰;石鹏飞;李广伟;羌鑫林;;车载点云数据自动分类提取与应用研究[A];第十一次江苏科技论坛智慧城市与大数据应用分论坛论文集[C];2015年
4 张萍;;逆向工程中基于聚类的点云数据精简[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
5 葛振华;王鹏;孙建;王纪凯;陈宗海;;点云数据的配准算法综述[A];第17届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集(17th CCSSTA 2016)[C];2016年
6 刘佳;张爱武;杨丽萍;;室内场景激光点云数据的三维建模[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
7 孟丽芬;;3D逆向造型的标准化作业[A];创新塑性加工技术,推动智能制造发展——第十五届全国塑性工程学会年会暨第七届全球华人塑性加工技术交流会学术会议论文集[C];2017年
8 段文国;张爱武;蔡广杰;;基于VTK的点云数据绘制研究与实现[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
9 吴卫军;陈平;殷义程;;基于DEM的点云数据对比方法分析[A];云南省测绘地理信息学会2017年学术年会论文集[C];2017年
10 黄承亮;吴侃;刘虎;;基于三维TIN的格网化点云数据特征提取[A];数字测绘与GIS技术应用研讨交流会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 李兆平 龚渤;多点开花 前景广阔[N];中国测绘报;2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨永涛;三维离散点云数据处理关键技术研究[D];燕山大学;2017年
2 唐逸之;点云数据的鲁棒配准与自适应表面重建[D];浙江大学;2017年
3 张绍泽;面向三维可视化的激光扫描点云数据处理方法研究[D];西安电子科技大学;2017年
4 罗楠;基于点云数据的3D打印关键技术研究[D];西安电子科技大学;2017年
5 金娟凤;基于特征距离的腰腹臀部体型分析与个性化女裤样板生成[D];浙江理工大学;2017年
6 石宏斌;地面激光点云模型自动构建方法研究[D];武汉大学;2014年
7 叶立志;机载LiDAR与影像密集匹配点云数据的滤波方法研究[D];武汉大学;2016年
8 张学昌;基于点云数据的复杂型面数字化检测关键技术研究及其系统开发[D];上海交通大学;2006年
9 张力宁;点云数据抗噪处理方法及其在叶片重建中的应用研究[D];西北工业大学;2006年
10 张坤;基于三维激光扫描的点云数据逆向重建算法研究[D];燕山大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张抒远;机载LiDAR点云数据滤波及建筑物提取研究[D];长安大学;2018年
2 李宁;三维激光扫描点云数据滤波算法的研究[D];长安大学;2018年
3 刘向阳;基于车载LiDAR技术的既有铁路复测要素提取研究[D];长安大学;2018年
4 张进杰;基于铁路复测点云数据的分类方法研究[D];长安大学;2018年
5 张文腾;基于大规模点云数据的三维地形表面重建及其并行化的实现[D];长安大学;2018年
6 李鹏;空间三维点云数据精确配准技术[D];战略支援部队信息工程大学;2018年
7 曾文伟;地面三维激光扫描技术在建筑工程中的应用[D];东华理工大学;2017年
8 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
9 朱祺夫;基于TLS点云数据与卷积神经网络的滑坡变形分析与预测研究[D];昆明理工大学;2018年
10 张昌赛;机载LiDAR输电线走廊点云数据自动分类和树障预警分析方法研究[D];兰州交通大学;2018年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026