發(fā)布時間：2017-06-01 16:08

  本文關鍵詞：基于影像的激光雷達點云邊緣精細化技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：三維重建技術一直是計算機視覺及攝影測量與遙感等多個領域研究的熱點，并且廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、文化遺產(chǎn)保護等相關領域；特別是隨著數(shù)字城市與智慧城市的提出和發(fā)展，，利用影像對實體對象進行三維重建以得到精確的三維模型，將是今后研究的重點與發(fā)展趨勢。三維激光掃描技術作為一項新興技術，以其快速、精確、非直接接觸式獲取被掃描目標三維信息而被廣泛應用，利用掃描得到的點云數(shù)據(jù)能很好地完成三維重建，但是由于受掃描設備與掃描條件的限制，在某些情況下得不到理想的重建結果。 本文以影像為研究對象，根據(jù)攝影測量相關理論，針對實體邊緣進行重建，以彌補三維激光掃描技術在掃描對象邊緣反映不精確，實現(xiàn)點云的邊緣精細化，輔助利用點云數(shù)據(jù)完成三維重建。本文主要圍繞影像邊緣提取、影像匹配、相對定向-前方交會以及點云數(shù)據(jù)配準等技術開展研究。 在影像邊緣提取階段，本文對比分析了目前常用的幾種邊緣提取算子的提取效果，選取Canny算子作為提取算子，并且通過提取前對圖像進行特定的濾波處理，提取中設定合適的閾值，得到了比較理想的邊緣提取結果。 在影像匹配階段，主要包括對前一步提取的影像邊緣點進行匹配，及對影像進行密集匹配以達到重構理想的三維模型，與點云數(shù)據(jù)進行很好融合的目的。其中，密集匹配是先用Harris算子按格網(wǎng)提取特征點，再行匹配。采取的是由粗到細的匹配策略，即利用立體像對的相對定向元素沿核線逐點搜索待匹配點的同名點，再使用最小二乘匹配完成精匹配，保證匹配結果的可靠性。 在相對定向-前方交會階段，本文采用連續(xù)像對相對定向理論與方法，使用直接解加嚴密解的定向策略，得到準確的相對定向元素，并采用點投影系數(shù)方法進行前方交會得到可靠的立體模型。 在影像三維點云與激光雷達點云配準階段，主要采取手動與自動兩種配準策略。一種方法是手動選取影像與點云數(shù)據(jù)的同名點，通過計算模型轉(zhuǎn)換參數(shù)完成配準；另一種方法是利用點云數(shù)據(jù)生成反射強度圖像，通過與拍攝影像匹配，計算影像模型點并索引到三維激光掃描點云中對應的同名點，計算轉(zhuǎn)換參數(shù)完成自動配準。 本文通過對各個階段精度進行嚴密控制，利用圖像成功完成了邊緣的三維重建，并很好地與激光雷達點云進行了配準融合，達到了對三維激光掃描點云邊緣精細化這一研究目的，對于利用點云數(shù)據(jù)實現(xiàn)實體對象的精細三維模型重建具有重要意義。
【關鍵詞】：三維重建 邊緣 匹配 配準
【學位授予單位】：北京建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P23;P225
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 研究背景與意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 研究內(nèi)容及技術路線11-13
• 1.4 論文的組織與安排13-15
• 第2章 圖像預處理15-22
• 2.1 幾個基本概念15-18
• 2.1.1 空間域與頻率域15-16
• 2.1.2 圖像卷積運算16-17
• 2.1.3 圖像梯度17-18
• 2.2 平滑濾波18-21
• 2.2.1 Gauss 濾波18-19
• 2.2.2 Wallis 濾波19-21
• 2.3 本章小結21-22
• 第3章 基于影像的邊緣三維重建22-44
• 3.1 影像匹配概述22-27
• 3.1.1 相關系數(shù)法22-23
• 3.1.2 最小二乘匹配23-25
• 3.1.3 SIFT 特征匹配25-27
• 3.2 邊緣檢測與提取27-33
• 3.2.1 一階微分算子28-29
• 3.2.2 二階微分算子29-30
• 3.2.3 Canny 算子30-33
• 3.3 邊緣信息匹配33-37
• 3.3.1 相對定向33-34
• 3.3.2 核線幾何34-36
• 3.3.3 邊緣點匹配36-37
• 3.4 圖像密集匹配37-39
• 3.5 三維重建39-42
• 3.5.1 立體像對的空間前方交會39-42
• 3.6 本章小結42-44
• 第4章 影像生成點云與激光雷達點云配準44-54
• 4.1 數(shù)學模型44-47
• 4.2 采用策略47-53
• 4.2.1 手動配準48-50
• 4.2.2 自動配準50-53
• 4.3 本章小結53-54
• 第5章 程序設計與實現(xiàn)54-67
• 5.1 總體設計54
• 5.2 具體實現(xiàn)54-63
• 5.3 精度分析63-66
• 5.4 本章小結66-67
• 第6章 總結與展望67-69
• 6.1 論文總結67-68
• 6.2 論文展望68-69
• 參考文獻69-73
• 附錄73-74
• 致謝74

【參考文獻】

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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  本文關鍵詞：基于影像的激光雷達點云邊緣精細化技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：412961