隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,利用數(shù)值模擬技術(shù)指導大型巖石工程的決策和設(shè)計成為現(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云信息以構(gòu)建真實工程場景則是其中基礎(chǔ)性工作。由于當前表面點云掃描儀器視場、掃描距離及掃描場景等限制,對目標巖體表面信息的獲取不能通過一次掃描獲得,需要從多個角度對同一巖體進行多次掃描。而將這些獲取到的多個視角的點云數(shù)據(jù)融合到統(tǒng)一的坐標系下以實現(xiàn)完整對象的構(gòu)建,則是點云配準的主要工作。由此可見點云配準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三維重建過程的效率和質(zhì)量。作為計算機視覺的基礎(chǔ)課題,在過去的二三十年里,點云配準研究取得了大量的成果。這些成果分別從不同的角度,針對不同應(yīng)用場景,給出了相應(yīng)的解決方法。然而,相對于一般點云來說,巖體點云具有數(shù)據(jù)量大、尺度大、分辨率高、表面復雜等特點。這些特點綜合起來,使得現(xiàn)有的一般性配準算法不能很好地適用于巖體點云配準中。通過對巖體點云特點及現(xiàn)有算法進行研究與分析,本文提出一種基于N階完全圖的高效巖體點云配準方法。該方法利用點鄰域統(tǒng)計信息和局部幾何信息解決了巖體點云配準的難題,獲得了高精度、高效率的配準結(jié)果。本文的主要... 

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于迭代最優(yōu)化的配準算法及其衍生算法
        1.2.2 基于對應(yīng)特征點的配準算法
        1.2.3 其他配準方法
    1.3 本文研究內(nèi)容及文章結(jié)構(gòu)
第二章 典型點云配準方法比較與分析
    2.1 典型的配準方法
        2.1.1 引入稀疏誘導范數(shù)的最近點迭代方法
        2.1.2 全局優(yōu)化的最近點迭代方法
        2.1.3 基于線段比例不變性的方法
    2.2 典型算法實驗比較
        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云配準方法
    3.1 方法原理及框架
    3.2 高斯曲率的計算及配準興趣點濾出
        3.2.1 高斯曲率的計算
        3.2.2 配準興趣點的濾出
    3.3 配準興趣點聚類
    3.4 特征描述子創(chuàng)建
    3.5 特征描述子匹配
    3.6 轉(zhuǎn)換矩陣計算
    3.7 本章小結(jié)
第四章 實驗結(jié)果與分析
    4.1 實驗環(huán)境及評價標準
    4.2 不同條件下的實驗
        4.2.1 任意初始位置及離群點
        4.2.2 不同噪聲情況
        4.2.3 不同點云密度
        4.2.4 不同重疊率
        4.2.5 對比實驗
    4.3 配準效率分析
    4.4 實際工程數(shù)據(jù)配準效果
    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
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文與科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的點云配準方法[J]. 舒程珣,何云濤,孫慶科.  激光與光電子學進展. 2017(03)
[2]基于平移域估計的點云全局配準算法[J]. 楊濱華,趙高鵬,劉魯江,薄煜明.  計算機應(yīng)用. 2016(06)
[3]基于Sparse ICP的三維點云耳廓識別[J]. 王森,王璐,洪靖惠,李思慧,孫曉鵬.  圖學學報. 2015(06)
[4]地面三維激光掃描儀應(yīng)用綜述[J]. 徐進軍,余明輝,鄭炎兵.  工程勘察. 2008(12)
[5]基于高斯曲率極值點的散亂點云數(shù)據(jù)特征點提取[J]. 馬驪溟,徐毅,李澤湘.  系統(tǒng)仿真學報. 2008(09)
[6]ICP算法在點云配準中的應(yīng)用[J]. 戴靜蘭,陳志楊,葉修梓.  中國圖象圖形學報. 2007(03)
[7]反求工程中過渡曲面特征提取算法研究[J]. 呂震,柯映林,孫慶,王軍文,黃小平.  計算機集成制造系統(tǒng)-CIMS. 2003(02)

博士論文
[1]點云數(shù)據(jù)配準及曲面細分技術(shù)研究[D]. 薛耀紅.吉林大學 2010



本文編號：3656558