發(fā)布時間：2017-12-06 08:18

  本文關鍵詞：基于表面特征的變電站設備三維點云識別

  更多相關文章： 三維目標識別 線性八叉樹 曲面特征 霍夫投票 姿態(tài)估計

【摘要】：隨著地理信息系統(tǒng)向三維領域的不斷發(fā)展,變電站三維數(shù)字化的研究備受關注,逐步成為研究的熱點。運用三維激光掃描儀獲取設備的點云數(shù)據(jù)并進行三維元器件的目標識別是此類研究的難點和關鍵點。由于采集數(shù)據(jù)的環(huán)境復雜、多變,在實際的場景中采集到的數(shù)據(jù)會有噪聲、缺失、遮擋等情況,即使同一類型設備的點云數(shù)據(jù)也會存在不同程度的差異,這些都是三維目標識別的難點。本文將對基于點云三維數(shù)據(jù)進行目標識別這一課題進行研究和探討,主要的研究工作如下:(1)采用八叉樹方法對點云空間拓撲結(jié)構(gòu)進行分析,獲得設備點云的空間結(jié)構(gòu)及層次關系,達到快速完成鄰近點的搜索、提高數(shù)據(jù)預處理效率的目的。(2)在數(shù)據(jù)預處理的精簡過程中,運用改進的線性八叉樹方法使精簡后的數(shù)據(jù)來源于設備的原有數(shù)據(jù)而非八叉樹的根節(jié)點數(shù)據(jù),從而盡可能地保留設備原有的曲面信息。(3)研究基于局部基面參數(shù)化的曲面擬合的方法,實現(xiàn)點云曲面特征的有效提取,包括主曲率、高斯曲率、平均曲率和形狀索引值等參數(shù),從而獲得目標表面的局部特征。(4)研究基于三維霍夫投票的三維目標識別方法,通過建立局部參考系、描述符、對應點的搜尋、坐標轉(zhuǎn)換和霍夫投票一系列步驟,獲得目標質(zhì)心的位置,從而進行設備三維點云的目標識別。(5)在識別過程中引入統(tǒng)計特性較好距離直方圖,節(jié)約了識別時間,提高三維目標的識別效率。最后根據(jù)三維目標識別算法進行實驗仿真,結(jié)果表明該算法能夠較為有效地對三維設備點云進行識別。(6)研究了基于主成分分析方法的姿態(tài)估計算法,完成了對設備三維姿態(tài)的估計。仿真實驗結(jié)果表明,本文方法能夠較好地對三維設備的姿態(tài)進行估計。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM63

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本文編號：1257947