海量点云数据轮廓特征线的快速生成算法

从海量点云数据中快速生成轮廓特征线,是实现基于特征的模型重建的关键.提出了一种基于切片的轮廓特征线快速生成算法.该算法首先对点云数据进行切片,将数字图像的方法应用到基于切片的特征点提取中,通过设置数字栅格平面的边长快速地提取特征点,并根据提出的双向索引连通法快速构造特征线,最终实现了点云数据的曲线模型.实例证明:本算法可以快速、准确地生成海量点云数据的轮廓特征线.     

基于钻孔数据的勘探线剖面图自动生成方法

采用拓扑学研究了基于钻孔数据的平(剖)面图自动生成算法问题,给出了层次型钻孔数据库的构建方法,介绍了钻孔勘探线剖面图的绘制方法,包括倾斜钻孔计算、简单地质界线追踪连接、断层等地质构造的人工辅助绘制等,并以安徽马鞍山高村铁矿和江西城门山铜矿的钻孔数据为例分别绘制了直孔和斜孔的勘探线剖面图.研究结果表明:钻孔数据剖面连图与平(剖)面图相互切割自动连图属于同一类型问题,都属于二维矿山散乱数据的可视化问题,其核心是地质界线的拓扑关系、数据插补和智能追踪;将矢量栅格混合构模与智能识别相结合是一种可行的方法.     

一种基于轮廓匹配的仓储机器人托盘检测方法

对托盘的检测是仓储机器人进行货物搬运的关键步骤.针对当前检测方法光照鲁棒性不强、受托盘与传感器之间相对位姿的约束等问题,提出一种基于点云平面轮廓匹配的检测方法.该方法使用ToF(Time-of-Flight)相机采集点云;点云经预处理后,使用以法线为约束的区域生长算法进行平面分割,并沿其主法线方向投影生成栅格图,解决受相对位姿约束的问题;最后在对栅格图进行轮廓提取后,利用融合Hu不变矩和尺度比例特征的轮廓特征进行目标与模板的匹配,实现对托盘的检测.实验结果表明,该方法在光照不同、托盘位姿不定等场景下均具有高识别率和强鲁棒性.     

基于形态学的散乱点云轮廓特征线提取

采用逆向工程领域切片技术和数学形态学方法提取点云的轮廓特征线.空间散乱点云密度高且无拓扑关系,通过切片分层可将空间点云转换为不同层的平面切片点云.借鉴图像处理方法,将切片点云转换成二值图像,使用形态学运算提取其轮廓像素,将轮廓像素转换为轮廓特征点并采用B样条曲线拟合成轮廓特征线.实验验证该方法可以得到高质量轮廓线,并可以有效地解决"多环"切片难以正确提取轮廓特征的问题.     

数字化测绘技术在私家园林中的应用研究

【目的】总结私家园林所适用的高效数字化测量方法和结果表达方式,为私家园林的传承研究和遗产保护提供参考。【方法】分析私家园林的特点、测绘内容和任务,对私家园林可运用的主要测量技术和结果表达方式进行比较,并以苏州遂园为例,通过地面三维激光扫描和无人机近景摄影测量技术,分别对测量对象进行地面和空中的扫描及拍摄,然后利用软件Cyclone对地面三维激光扫描所获点云数据进行拼接、去噪、纹理映射和剖切等处理,利用软件Pix4DMapper对无人机近景摄影所获影像进行拼接、点云加密和建模等处理,最后利用多款绘图软件对点云切片进行测绘图的实景化绘制和处理。【结果】提出私家园林适用的测绘方法和结果表达方式的具体类型、效果、特点及其制作方法,获得苏州遂园园内要素的三维点云模型、园林和建筑的平面和剖面等二维线画图、园林上部空间及周围环境的影像图和三维实景模型。【结论】目前私家园林较适用的测量方法主要包括三维激光扫描测量和近景摄影测量,具体测绘方法和表达方式的选择需综合考虑测绘要求和效果、工作效率及成本等因素,但地面三维激光扫描和无人机近景摄影测量的配合使用是一种获得园林空间和要素以进一步研究所需信息的高效测绘方法。     

用SFS法进行三维表面重建的分析和实现

为适应快速产品开发的需要,基于阴影恢复形状技术,采用SFS方法,快速、准确地获取物体表面的三维几何信息,生成图云数据。通过适当的算法对数据进行处理,获得轮廓文件切片,重构了满足精度的三维CAD模型,从而简化了反求的步骤。通过实例证明了方法的可行性。     

一种结合了栅格化和特征判断的点云压缩方法

为解决三维激光扫描技术获取的点云数据数量庞大,致使后续数据处理效率降低的问题,采用算法研究和编程试验的方法,栅格划分点云数据,研究空间栅格的拓扑数学模型和栅格中点云特征判断机制,提出一种新的压缩方法并编程实现,试验分析了该方法的压缩效果.研究结果表明:该方法在实现高效压缩的同时能够保留大量的特征信息,为后续的三维模型重建奠定基础.     

一种结合了栅格化和特征判断的点云压缩方法

为解决三维激光扫描技术获取的点云数据数量庞大,致使后续数据处理效率降低的问题,采用算法研究和编程试验的方法,栅格划分点云数据,研究空间栅格的拓扑数学模型和栅格中点云特征判断机制,提出一种新的压缩方法并编程实现,试验分析了该方法的压缩效果.研究结果表明:该方法在实现高效压缩的同时能够保留大量的特征信息,为后续的三维模型重建奠定基础.     

特征保持的点云精简技术研究

为了在保持特征的基础上有效地简化点云数据,提出了基于聚类的点云精简算法.对点云进行三维栅格剖分,在每个栅格中选取1个代表点作为初始类核心,然后将点云中其他数据点归入欧氏距离最近的初始类中,遍历各个类,若类内某两点的法向量偏差大于给定带宽则对该类进行迭代细分,并对各个类进行均值漂移处理,将得到的局部模态点取代该类,从而实现点云简化.以手机外壳、人头、麻花钻为典型实例,对具有不同表面特征的点云数据进行了验证.结果表明,该算法能对点云数据进行直接而有效的精简,在曲率变化大、附加特征多的表面仍能很好地保留原始模型的几何形状.     

浅谈物探图件在MapGis下的快速生成

介绍了野外采集数据在MapGis中图件的快速生成,包括实际材料图,平面等值线和剖面图绘制的一般方法。     

基于点云分割的建筑平面图智能生成技术

为了使房屋检测中建筑平面图测绘更加智能化,提出一种基于点云分割的建筑平面图智能生成技术．首先,使用多站点三维激光扫描仪获取点云数据,将所有站点数据进行点云配准拼接,获得完整的建筑模型,同时对点云进行降采样预处理;然后,采用随机抽样一致性(RANSAC)算法对建筑平面进行提取,通过调整点之间距离的阈值、拟合的平面数量和迭代的次数来分割出不同构件的平面;最后,选取合适的中间高度将分割后的点云模型切片,构建投影函数执行投影生成平面图．使用Python编程语言并结合Open3D点云数据处理库对所提算法进行验证,通过对教学楼某层扫描数据进行分析,实现了含有墙、门窗位置信息的建筑平面图的智能生成．研究结果表明：该技术可以准确地对三维激光扫描点云进行分析处理,且平均尺寸误差在4%以内,具有较高的分类精度．     

图像辅助激光点云的相似材料模型破裂边界提取

针对现有的相似材料实验观测方法获取破裂区域信息效率低以及数据处理复杂的缺点,根据模型点云呈面分布的特征,提出一种图像辅助激光点云的相似材料模型破裂边界提取方法.将模型点云栅格化生成合成图像,并建立点云与图像像素的映射关系,对合成图像进行灰度二值化处理,利用Canny算子提取二值化后图像的边缘,最后根据点云与像素的映射关系获取点云的破裂边界.研究结果表明:该算法可较好的提取出破裂区域的边界,提取的结果可以用于开采沉陷研究当中.     

EasyMap在地质剖面图自动绘制中的应用

地质剖面图是表达地质信息的专题图件。介绍了EasyMap系统主要模块,结合实例对EasyMap在地质剖面图自动绘制中的应用进行了探讨,对提高煤矿地质图件绘制的效率具有一定的意义。     

复杂采空区激光扫描拼合散乱点云球面投影三角剖分算法

利用三维激光扫描技术对采空区进行探测以建立三维可视化模型,从而准确获取其三维空间位置和形态,是矿山采空区事故隐患综合治理工作中的重要环节.但由于采空区形态复杂,往往需要从多个方位对其进行多次探测才能准确获取采空区完整的三维形态.如何对多次探测点云数据拼合后的散乱点云构建三角网格模型,是实现复杂采空区三维探测建模的关键.本文提出了采空区激光扫描拼合散乱点云数据球面投影三角剖分生长算法,首先选定球心将原位点云投影到球面上得到投影点云,然后对投影点云进行三角剖分,最后将投影点云三角网空间拓扑关系还原到原位点云,从而构建复杂采空区三角网模型.为了有效实现算法,研究了球面投影参数设定、XYZ三向单元栅格点云搜索策略、三角形生成规则、优势顶点边界切分策略、边界闭合策略、不规则三角形优化策略等多种方法.实际应用表明,所研究的算法能够生成优质的采空区三角网模型,为实现复杂采空区三维精确建模及可视化管理提供了重要技术支持.     

基于三维地质实体模型生成地质剖面图的应用

为了减少地质工程技术人员手工描绘剖面图,并能直接反映区域构造特征、煤层赋存情况以及地质体的空间特征,提出了一种在AutoCAD平台下基于三维地质实体模型进行任意剖切实体并生成地质剖面图的方法。此方法生成的地质剖面图更加准确、快捷真实地反映了矿床的基本特征,为分析地质构造,编制其他地质图件,进行采掘设计等提供基础依据。     

采用车载激光雷达的带状地物矢量化与结构特征提取

针对车载激光点云带状地物形状多样、难以用规则语义信息矢量化,以及结构语义信息提取研究较少的问题,提出一种基于Ribbon Snake模型的车载激光雷达带状地物(道路边界、实线型标线、铁轨)矢量化与结构特征提取方法.首先,通过格网剖分构建点云特征图,利用Ribbon Snake模型提取带状地物矢量化数据;然后,分析不同道路和铁路场景的结构特征,生成具有准确几何和拓扑结构信息的三维矢量数据和属性数据.实验表明:该方法能够准确地提取带状地物矢量化与结构信息,实现不同场景下带状地物的有效完整描述.     

利用LiDAR点云快速进行等高线制作

该文讨论在EPS2008基础地理信息工作平台下,采用栅格的方法快速完成海量点云自动生成等高线的方法。并在从化1:5000地形图测制中得到应用,且取得了较好的成效。     

零件剖面线的计算机自动生成算法

在构造剖面线与轮廓边相交边表的基础上，给出了一种零件剖面线的计算机自动生成算法，它考虑了剖面绘制中的一些特殊情况，提高了剖面图的生成速度，所给算法具有一定的通用性。     

点云数据在室内场景信息获取与装潢设计中的应用

以位于厦门市新城际广场商品房为研究对象,提出基于高精度、高速率的三维激光点云数据的室内场景三维信息研究.通过三维激光扫描,对采集的点云数据进行拼接、去噪等预处理,并基于点云数据运用算法,精确提取砖块和管道信息,绘制室内的几何平面图、二维线划图,实现室内信息数据的有效获取及分析.应用结果表明,三维激光扫描技术对室内三维数据的提取及场景设计效率高,大大降低了数据采集的时间成本和人工成本,提高了生成实践效率.     

大型储罐的三维点云精简方法研究

针对大型储罐三维点云数据散乱、冗余点多等影响计算机显示及容积计算的问题,改进了一种储罐三维点云精简算法。该方法先利用均匀网格法,将待处理的三维点云数据分割成若干小栅格;然后根据随机抽样一致(random sample consensus, RANSAC)算法对每个栅格中的点云数据建立球模型,以保留特征点并滤除冗余数据点,达到精简点云的目的。将该方法与传统的均匀网格法和非均匀网格法进行对比,实验结果表明该方法在保证较高精简率的情况下可以更好地保留储罐点云数据特征。