本文關(guān)鍵詞：三維激光掃描點(diǎn)云邊界檢測(cè)和孔洞修補(bǔ)技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：三維激光掃描技術(shù)是測(cè)繪科學(xué)的一次技術(shù)革新,它以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)逐漸成為了多個(gè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。由于在三維激光掃描過程中物體遮擋或者被測(cè)物體表面復(fù)雜等因素的影響,測(cè)量數(shù)據(jù)不可避免地產(chǎn)生孔洞,必然會(huì)對(duì)重建后數(shù)字模型的質(zhì)量產(chǎn)生影響。研究點(diǎn)云邊界檢測(cè)和孔洞修補(bǔ),確保點(diǎn)云數(shù)據(jù)的完整性,對(duì)后續(xù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理和模型重構(gòu)是十分有利的。本文重點(diǎn)研究了孔洞修復(fù)過程中的相應(yīng)算法,通過編程實(shí)現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn),完成了相關(guān)算法的改進(jìn),主要工作及成果如下:(1)針對(duì)散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)分布不規(guī)律性,本文提出了改進(jìn)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)格k鄰域算法,建立點(diǎn)云空間拓?fù)潢P(guān)系,實(shí)驗(yàn)表明該算法不僅能夠快速、準(zhǔn)確地查找出目標(biāo)點(diǎn)的k鄰近點(diǎn),還具有較為廣泛的適用范圍。(2)為了檢測(cè)出點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊界,提出了基于吊錘法的方法。將目標(biāo)點(diǎn)及其鄰近點(diǎn)賦予相同的重量,以目標(biāo)點(diǎn)作為支點(diǎn)進(jìn)行懸掛,根據(jù)其物理表現(xiàn)中各點(diǎn)的空間分布關(guān)系判別目標(biāo)點(diǎn)是否為邊界點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)證明,該算法能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出邊界特征點(diǎn)。(3)為了判別點(diǎn)云數(shù)據(jù)的內(nèi)外邊界,研究分析了內(nèi)外邊界與其他數(shù)據(jù)點(diǎn)的關(guān)系,基于內(nèi)外邊界的形心點(diǎn)與其他數(shù)據(jù)點(diǎn)相對(duì)于邊界的位置的不同,對(duì)內(nèi)外邊界進(jìn)行判別。實(shí)驗(yàn)證明,該方法能夠準(zhǔn)確地判別出內(nèi)外邊界。(4)為了修補(bǔ)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的孔洞區(qū)域,深入研究了相關(guān)算法,利用基于徑向基函數(shù)的改進(jìn)方法對(duì)孔洞區(qū)域進(jìn)行修補(bǔ)。通過將孔洞邊界點(diǎn)投影到特征平面上,并基于掃描線進(jìn)行特征面插值,然后利用徑向基函數(shù)進(jìn)行曲面擬合,最后將特征平面上的新增點(diǎn)映射到擬合曲面上,實(shí)現(xiàn)孔洞修補(bǔ)。實(shí)驗(yàn)證明,該算法在處理不同曲率變化的區(qū)域都有較好的修補(bǔ)效果,并具有較強(qiáng)的適用性。(5)通過將本文算法應(yīng)用于龜山漢墓和峰峰礦區(qū)瓦斯罐點(diǎn)云數(shù)據(jù)孔洞修補(bǔ)中,驗(yàn)證了算法具有一定的實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：三維激光掃描 k鄰近 邊界檢測(cè) 孔洞識(shí)別 孔洞修補(bǔ)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P225.2
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 變量注釋表16-17
• 1 緒論17-26
• 1.1 研究背景及意義17-18
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-22
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線22-24
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)24-26
• 2 三維激光掃描技術(shù)與數(shù)據(jù)預(yù)處理26-37
• 2.1 三維激光掃描技術(shù)26-32
• 2.2 RIGEL VZ-1000三維激光掃描系統(tǒng)32-34
• 2.3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-37
• 3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)K鄰域搜索算法37-48
• 3.1 鄰域類型37-38
• 3.2 空間拓?fù)潢P(guān)系38-42
• 3.3 基于改進(jìn)動(dòng)態(tài)網(wǎng)格的k鄰域算法42-43
• 3.4 算法實(shí)例及分析43-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 4 點(diǎn)云數(shù)據(jù)邊界檢測(cè)算法48-62
• 4.1 邊界檢測(cè)算法簡(jiǎn)述48
• 4.2 基于吊錘法的邊界檢測(cè)算法48-52
• 4.3 邊界特征點(diǎn)排序52-53
• 4.4 內(nèi)外邊界特征點(diǎn)的識(shí)別53-55
• 4.5 算法實(shí)例及分析55-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 5 點(diǎn)云數(shù)據(jù)孔洞修補(bǔ)算法62-78
• 5.1 基于特征平面的孔洞修補(bǔ)62-65
• 5.2 基于徑向基函數(shù)的曲面擬合65-68
• 5.3 基于擬合曲面的孔洞修補(bǔ)68-69
• 5.4 算法實(shí)例與分析69-73
• 5.5 工程實(shí)例應(yīng)用73-77
• 5.6 本章小結(jié)77-78
• 6 結(jié)論與展望78-80
• 6.1 結(jié)論78
• 6.2 展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-85
• 作者簡(jiǎn)歷85-87
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集87

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