本文關鍵詞：建筑物三維激光點云數(shù)據(jù)配準及建模研究

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【摘要】：由于我國三維激光掃描技術起步比較晚,所以在國內(nèi)的發(fā)展還處于探索階段,不論是在理論還是實際應用方面。國內(nèi)的應用主要還偏向于逆向工程,而三維激光被稱為測繪領域的第二次革命,主要是要應用于測繪領域,但由于各種預處理方法和建模形式都比較零散,大多數(shù)國外的儀器和軟件都是各為一家,而且數(shù)據(jù)格式之間存在差異,導致三維技術適用面比較窄。本論文就點云配準模塊的方法加以綜述,對多視點建筑物點云數(shù)據(jù)的配準予以快速高精度實現(xiàn),并對配準結果進行精度評定,最后結合實際外業(yè)數(shù)據(jù)進行模型構建。同時論文結合實際案例說明三維技術在各個領域的應用方向和趨勢,為建筑物快速建模提供一套更加實用的方案,并探討了配準算法的改進方向及意義所在。點云數(shù)據(jù)配準是三維建模非常關鍵的一個環(huán)節(jié),配準精度的高低直接決定了建模精度的高低,也決定了三維技術的發(fā)展方向和領域。論文主要完成了以下三項工作:1、對三維激光掃描技術在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進行總結,并分析了三維激光掃描技術在國內(nèi)外的前沿應用領域以及趨勢。同時論文闡述了地面三維激光掃描點云配準方法,探討了三維激光掃描技術在實際應用中的誤差來源以及對誤差進行處理的方法。2、應用ICP配準算法和羅德里格矩陣配準算法,分別對兩組掃描的點云數(shù)據(jù)進行了初始配準和精確配準,并進行精度分析,獲得較好的配準效果。同時借助對所使用的Z+F掃描儀和所獲得實例數(shù)據(jù)配準精度的分析,探討了影響實驗點云數(shù)據(jù)高精度配準的誤差所在,并予以解決,并實現(xiàn)高精度點云配準結果。3、采用陜西工院崇文樓和敦煌古塔的三維激光掃描點云數(shù)據(jù),分別用不同的方法實現(xiàn)了三維建模工作,即根據(jù)線畫圖建模和直接對點云進行捕捉建模,最后對所建模型進行室外效果渲染,從而完成了地面三維激光掃描點云建模技術從原始數(shù)據(jù)獲取到出結果的整個作業(yè)流程。
【關鍵詞】：點云 配準 精度評定 建模 技術融合
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P225.2;TU198
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-12
• 1.2 三維激光掃描技術發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 主要研究內(nèi)容和擬解決的關鍵技術14-16
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容14-15
• 1.3.2 擬解決的關鍵技術15-16
• 1.4 論文結構16-17
• 第二章 三維點云數(shù)據(jù)獲取及三維建模流程17-28
• 2.1 三維激光掃描系統(tǒng)及其工作原理17-19
• 2.1.1 三維激光掃描系統(tǒng)概述17
• 2.1.2 三維激光掃描系統(tǒng)分類17-19
• 2.1.3 地面激光掃描儀的測量原理19
• 2.2 三維激光掃描點云數(shù)據(jù)獲取19-24
• 2.2.1 準備工作19-20
• 2.2.2 外業(yè)數(shù)據(jù)采集20-21
• 2.2.3 點云數(shù)據(jù)處理流程21-24
• 2.3 三維建模概述24-26
• 2.3.1 3D建模分類24-25
• 2.3.2 建模方法概述25
• 2.3.3 建模流程概述25-26
• 2.4 本章小結26-28
• 第三章 建筑物點云配準方法綜述及配準誤差分析28-41
• 3.1 點云數(shù)據(jù)28-29
• 3.2 點云數(shù)據(jù)配準基本原理29-30
• 3.3 點云配準方法綜述及分類30-35
• 3.3.1 點云配準方法綜述30-34
• 3.3.2 點云配準方法分類34-35
• 3.4 配準誤差分析及誤差處理方法35-40
• 3.4.1 配準誤差分析35
• 3.4.2 儀器誤差35-38
• 3.4.3 外界條件及反射面引起的誤差38-39
• 3.4.4 配準誤差處理方法39-40
• 3.5 本章小結40-41
• 第四章 建筑物多視點云高精度配準實例41-51
• 4.1 ICP算法和羅德里格矩陣算法基本原理41-43
• 4.2 點云初始配準及實例43-46
• 4.3 點云精確配準及實例46-50
• 4.4 本章小結50-51
• 第五章 建模與實驗結果分析51-62
• 5.1 三維建模軟件和應用案例闡述51-54
• 5.2 本論文所涉及建模軟件及建模流程實例54-58
• 5.2.1 論文涉及的軟件及其所完成的工作54-56
• 5.2.2 建模流程實例分析56-58
• 5.3 論文實驗結果分析58-61
• 5.4 本章小結61-62
• 結論與展望62-64
• 全文工作總結62-63
• 進一步研究工作展望63-64
• 參考文獻64-67
• 致謝67

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