隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,利用數(shù)值模擬技術(shù)指導(dǎo)大型巖石工程的決策和設(shè)計(jì)成為現(xiàn)代工程建設(shè)中不可分割的部分,而如何獲取完整的巖體表面點(diǎn)云信息以構(gòu)建真實(shí)工程場(chǎng)景則是其中基礎(chǔ)性工作。由于當(dāng)前表面點(diǎn)云掃描儀器視場(chǎng)、掃描距離及掃描場(chǎng)景等限制,對(duì)目標(biāo)巖體表面信息的獲取不能通過一次掃描獲得,需要從多個(gè)角度對(duì)同一巖體進(jìn)行多次掃描。而將這些獲取到的多個(gè)視角的點(diǎn)云數(shù)據(jù)融合到統(tǒng)一的坐標(biāo)系下以實(shí)現(xiàn)完整對(duì)象的構(gòu)建,則是點(diǎn)云配準(zhǔn)的主要工作。由此可見點(diǎn)云配準(zhǔn)是巖體三維重建中的基礎(chǔ),其效率和精度直接影響著整個(gè)三維重建過程的效率和質(zhì)量。作為計(jì)算機(jī)視覺的基礎(chǔ)課題,在過去的二三十年里,點(diǎn)云配準(zhǔn)研究取得了大量的成果。這些成果分別從不同的角度,針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景,給出了相應(yīng)的解決方法。然而,相對(duì)于一般點(diǎn)云來說,巖體點(diǎn)云具有數(shù)據(jù)量大、尺度大、分辨率高、表面復(fù)雜等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)綜合起來,使得現(xiàn)有的一般性配準(zhǔn)算法不能很好地適用于巖體點(diǎn)云配準(zhǔn)中。通過對(duì)巖體點(diǎn)云特點(diǎn)及現(xiàn)有算法進(jìn)行研究與分析,本文提出一種基于N階完全圖的高效巖體點(diǎn)云配準(zhǔn)方法。該方法利用點(diǎn)鄰域統(tǒng)計(jì)信息和局部幾何信息解決了巖體點(diǎn)云配準(zhǔn)的難題,獲得了高精度、高效率的配準(zhǔn)結(jié)果。本文的主要... 

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于迭代最優(yōu)化的配準(zhǔn)算法及其衍生算法
        1.2.2 基于對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)的配準(zhǔn)算法
        1.2.3 其他配準(zhǔn)方法
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容及文章結(jié)構(gòu)
第二章 典型點(diǎn)云配準(zhǔn)方法比較與分析
    2.1 典型的配準(zhǔn)方法
        2.1.1 引入稀疏誘導(dǎo)范數(shù)的最近點(diǎn)迭代方法
        2.1.2 全局優(yōu)化的最近點(diǎn)迭代方法
        2.1.3 基于線段比例不變性的方法
    2.2 典型算法實(shí)驗(yàn)比較
        2.2.1 初始位置影響
        2.2.2 噪聲條件的影響
        2.2.3 覆蓋條件的影響
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于N階完全圖的高效巖體點(diǎn)云配準(zhǔn)方法
    3.1 方法原理及框架
    3.2 高斯曲率的計(jì)算及配準(zhǔn)興趣點(diǎn)濾出
        3.2.1 高斯曲率的計(jì)算
        3.2.2 配準(zhǔn)興趣點(diǎn)的濾出
    3.3 配準(zhǔn)興趣點(diǎn)聚類
    3.4 特征描述子創(chuàng)建
    3.5 特征描述子匹配
    3.6 轉(zhuǎn)換矩陣計(jì)算
    3.7 本章小結(jié)
第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
    4.2 不同條件下的實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 任意初始位置及離群點(diǎn)
        4.2.2 不同噪聲情況
        4.2.3 不同點(diǎn)云密度
        4.2.4 不同重疊率
        4.2.5 對(duì)比實(shí)驗(yàn)
    4.3 配準(zhǔn)效率分析
    4.4 實(shí)際工程數(shù)據(jù)配準(zhǔn)效果
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 論文工作的總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法[J]. 舒程珣,何云濤,孫慶科.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2017(03)
[2]基于平移域估計(jì)的點(diǎn)云全局配準(zhǔn)算法[J]. 楊濱華,趙高鵬,劉魯江,薄煜明.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2016(06)
[3]基于Sparse ICP的三維點(diǎn)云耳廓識(shí)別[J]. 王森,王璐,洪靖惠,李思慧,孫曉鵬.  圖學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
[4]地面三維激光掃描儀應(yīng)用綜述[J]. 徐進(jìn)軍,余明輝,鄭炎兵.  工程勘察. 2008(12)
[5]基于高斯曲率極值點(diǎn)的散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)特征點(diǎn)提取[J]. 馬驪溟,徐毅,李澤湘.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2008(09)
[6]ICP算法在點(diǎn)云配準(zhǔn)中的應(yīng)用[J]. 戴靜蘭,陳志楊,葉修梓.  中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2007(03)
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博士論文
[1]點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)及曲面細(xì)分技術(shù)研究[D]. 薛耀紅.吉林大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3656558