隨著地面三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展,基于地面三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的三維建模應(yīng)用越來(lái)越廣泛。為了獲取三維點(diǎn)云模型,需要對(duì)不同視角下的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn),并對(duì)配準(zhǔn)后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模。對(duì)三維建模而言,模型點(diǎn)云的配準(zhǔn)是三維建模的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。針對(duì)地面三維激光點(diǎn)云配準(zhǔn)及建模所需,本論文在分析現(xiàn)有配準(zhǔn)算法的基礎(chǔ)上,對(duì)三維正態(tài)分布變換算法進(jìn)行了改進(jìn),對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)壓縮方法進(jìn)行了分析,建立了基于矢量-角度法的模型點(diǎn)云壓縮算法,并進(jìn)行了建模研究。論文最后開(kāi)展了實(shí)例應(yīng)用及分析研究。論文的主要研究結(jié)果如下:（1）針對(duì)不同類(lèi)型的點(diǎn)云數(shù)據(jù),建立了相應(yīng)的配準(zhǔn)算法。在初始配準(zhǔn)階段,本文分別建立了SAC-IA算法和PFH/FPFH特征描述算子相結(jié)合的局部特征初始配準(zhǔn)算法,以及RANSAC算法和4PCS相結(jié)合的全局搜索初始配準(zhǔn)算法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出適合不同類(lèi)型數(shù)據(jù)的點(diǎn)云初始配準(zhǔn)算法。在初始配準(zhǔn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,針對(duì)三維正態(tài)分布變換算法容易陷入局部最優(yōu)和收斂性差的問(wèn)題,對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)算法利用近似Hessian矩陣來(lái)解決三維正態(tài)分布變換算法計(jì)算復(fù)雜導(dǎo)致配準(zhǔn)效率低的問(wèn)題,并利用線性搜索算法改進(jìn)牛頓迭代算法以加快其收斂速度。（2）針對(duì)三... 

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 論文的研究背景和意義
        1.1.1 論文的研究背景
        1.1.2 論文的研究意義
    1.2 地面三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)及建模的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 地面三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)及建模的國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展
        1.2.2 地面三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)及建模的國(guó)外研究進(jìn)展
    1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 論文研究的主要內(nèi)容
        1.3.2 論文研究的技術(shù)路線
    1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 地面三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)及建模相關(guān)的理論基礎(chǔ)
    2.1 點(diǎn)云配準(zhǔn)的定義和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
        2.1.1 點(diǎn)云配準(zhǔn)的定義
        2.1.2 點(diǎn)云配準(zhǔn)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)——?jiǎng)傮w變換
    2.2 點(diǎn)云配準(zhǔn)涉及的幾何特征
        2.2.1 點(diǎn)的鄰域
        2.2.2 法向量和曲率
    2.3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)技術(shù)
        2.3.1 初始配準(zhǔn)
        2.3.2 精確配準(zhǔn)
    2.4 點(diǎn)云建模的應(yīng)用
    2.5 本章小結(jié)
第三章 點(diǎn)云配準(zhǔn)算法及改進(jìn)研究
    3.1 基于kd-tree的最近點(diǎn)搜索
    3.2 PFH、FPFH特征描述算子
        3.2.1 PFH描述算子
        3.2.2 FPFH描述算子
    3.3 4PCS算法
    3.4 SAC-IA算法與RANSAC算法
        3.4.1 SAC-IA算法
        3.4.2 RANSAC算法
    3.5 初始配準(zhǔn)算法描述及設(shè)計(jì)流程
    3.6 三維正態(tài)分布變換算法改進(jìn)
        3.6.1 三維正態(tài)分布變換算法
        3.6.2 基于近似Hessian矩陣改進(jìn)的三維正態(tài)分布變換算法
        3.6.3 基于線性搜索改進(jìn)的三維正態(tài)分布變換算法
    3.7 改進(jìn)的三維正態(tài)分布變換算法描述及設(shè)計(jì)流程
    3.8 本章小結(jié)
第四章 基于地面三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)建模關(guān)鍵技術(shù)研究
    4.1 三維點(diǎn)云建模流程概述
    4.2 基于矢量-角度法的模型點(diǎn)云壓縮算法
        4.2.1 迭代包圍盒法
        4.2.2 矢量-角度法
    4.3 算法分析
        4.3.1 確定分層數(shù)目
        4.3.2 確定最短距離和角度閾值
    4.4 本章小結(jié)
第五章 地面三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)及建模實(shí)例
    5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境介紹
    5.2 初始配準(zhǔn)算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    5.3 基于三維正態(tài)分布變換改進(jìn)的精配準(zhǔn)算法實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    5.4 基于矢量-角度法的模型點(diǎn)云壓縮算法的壓縮結(jié)果及建模分析
        5.4.1 基于矢量-角度法的模型點(diǎn)云壓縮結(jié)果
        5.4.2 點(diǎn)云建模結(jié)果及分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A



本文編號(hào)：3655436