目前,三維掃描這種新興的技術(shù)手段憑借其高精度面式數(shù)據(jù)采集能力在生產(chǎn)活動中得到了廣泛的應(yīng)用,但是所采集的數(shù)據(jù)中存在大量的冗余點(diǎn)云,這些數(shù)據(jù)的存在對數(shù)據(jù)處理的軟件和硬件性能提出了較高的要求,同時增加后期數(shù)據(jù)處理的時間,降低效率。此外,一些生產(chǎn)活動中需要對同一地區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行多次采集,并使用所采集的多期數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn),分析不同時間采集點(diǎn)云之間的差別,實(shí)現(xiàn)各自的監(jiān)測需求。因此,本文對針對這種情況,使用不同的數(shù)據(jù)提取方法提取了點(diǎn)云中的常見地物特征,并使用所提取的同名特征進(jìn)行時序點(diǎn)云之間的坐標(biāo)系統(tǒng)一,同時進(jìn)行精度評價與實(shí)地應(yīng)用,主要工作如下:（1）利用不同的監(jiān)督學(xué)習(xí)方法生成監(jiān)督分類模型對掃描點(diǎn)云中的圓柱狀對象進(jìn)行提取。介紹了監(jiān)督學(xué)習(xí)的基本步驟、需要考慮的問題以及其他重要因素;然后對不同監(jiān)督學(xué)習(xí)方法分類原理進(jìn)行了闡述。利用不同監(jiān)督分類原理生成的分類模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類,并利用混淆矩陣對分類結(jié)果進(jìn)行精度評價。結(jié)果表明,加權(quán)K最近鄰分類在所選用的分類模型中所提取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的分類效果最佳。（2）利用鄰域幾何特征對建筑物的特征部位進(jìn)行提取。利于球形鄰域搜索在梯度搜索半徑下構(gòu)建特征點(diǎn)的球形鄰域集合;計算特征點(diǎn)的幾何... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

碩士學(xué)位論文82三維激光掃描與點(diǎn)云處理技術(shù)介紹2Introductionof3DLaserScanningandPointCloudProcessingAlgorithms2.1三維激光掃描系統(tǒng)簡介（Introductionof3DLaserScanning）目前，三維激光掃描技術(shù)已經(jīng)越來越多地應(yīng)用到了工程測量的各個領(lǐng)域，相比于傳統(tǒng)的監(jiān)測手段如全站儀、GPS等，三維激光掃描技術(shù)具有著非接觸性、數(shù)據(jù)采集實(shí)時性、數(shù)據(jù)量大等優(yōu)點(diǎn)，在保證數(shù)據(jù)精度的同時構(gòu)建點(diǎn)云模型，獲得更為全面的面狀信息，為研究目標(biāo)形變特征提供了一種更為高效可靠的手段。（1）三維激光掃描技術(shù)（3DLaserScanningTechnology）如圖2-1所示，在采集目標(biāo)地物點(diǎn)云數(shù)據(jù)時，將三維激光掃描儀與筆記本電腦通過數(shù)據(jù)線連接，并在合適的地區(qū)合理布設(shè)好標(biāo)靶后即可通過筆記本進(jìn)行測量作業(yè)操作，獲取完目標(biāo)點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，同樣可以使用三維激光掃描儀配套軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理分析等工作。圖2-1RigelVZ-1000三維激光掃描系統(tǒng)Figure2-1RigelVZ-1000laserscanningsystem2.1.1三維激光掃描原理三維激光掃描技術(shù)的本質(zhì)是激光測距，它能夠在短時間內(nèi)快速發(fā)射激光獲取海量的目標(biāo)點(diǎn)云坐標(biāo)數(shù)據(jù)。如圖2-2所示，三維激光掃描儀架設(shè)在o點(diǎn)，o為已知點(diǎn)，且儀器高已知，從o點(diǎn)發(fā)射激光，沿X、Y軸進(jìn)行橫縱向掃描，并記錄下激光往返于儀器和目標(biāo)點(diǎn)之間的時間，從而得到目標(biāo)點(diǎn)與儀器之間的距離S，再根據(jù)掃描儀內(nèi)部的精密時鐘控制編碼器記錄下角和，從而利用公式2-1計算出目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

2三維激光掃描與點(diǎn)云處理技術(shù)簡介9圖2-2三維激光掃描示意圖Figure2-2Three-dimensionallaserscanningschematiccoscoscossinsinxSySzS（2-1）2.1.2掃描儀系統(tǒng)構(gòu)成三維激光掃描儀中集成了激光測距、激光掃描、驅(qū)動馬達(dá)、集成式CCD相機(jī)和儀器內(nèi)部控制與校正系統(tǒng)。1.激光測距系統(tǒng)三維激光掃描儀測距方式有三種：三角測距式、相位式和脈沖式。（1）三角式：激光發(fā)射器發(fā)射的經(jīng)掃描棱鏡到達(dá)目標(biāo)，目標(biāo)反射信號被透鏡后的CCD接收。根據(jù)CCD、激光發(fā)射器以及目標(biāo)表面之間的幾何關(guān)系可得激光發(fā)射點(diǎn)到目標(biāo)的距離，不同工作模式的原理圖如圖2-3~圖2-4所示[80]。圖2-3單CCD式圖2-4雙CCD式Figure2-3SingleCCDFigure2-4DoubleCCD如圖所示，發(fā)射激光和掃描儀基線間的夾角，為返回激光與掃描儀基線夾角，為儀器軸向自旋轉(zhuǎn)角度。儀器中心、激光發(fā)射中心與CCD中心的連線、垂直于連線并指向目標(biāo)的連線共同構(gòu)成儀器坐標(biāo)系，P的坐標(biāo)為：

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3394412