本文關(guān)鍵詞：三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)研究

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【摘要】：三維空間信息是當(dāng)前測(cè)繪科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題之一,如何準(zhǔn)確獲取三維空間信息是進(jìn)行空間信息研究的基礎(chǔ)。地面三維激光掃描技術(shù)的出現(xiàn)為三維空間信息的獲取提供了重要的測(cè)量手段。目前,地面三維激光掃描硬件設(shè)備已經(jīng)趨于完善,但對(duì)于獲取的海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理,仍有一些關(guān)鍵技術(shù)亟待深入研究,論文主要針對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)后處理中數(shù)據(jù)配準(zhǔn)算法這一關(guān)鍵技術(shù)開展研究。論文在探究了地面三維激光掃描系統(tǒng)的工作原理,分析了點(diǎn)云誤差的形成原因基礎(chǔ)上,從三個(gè)方面研究了三維空間點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)算法。首先,針對(duì)規(guī)則建筑物表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)特點(diǎn),給出了一種基于點(diǎn)、面幾何特征的點(diǎn)云配準(zhǔn)模型,實(shí)驗(yàn)證實(shí),這一點(diǎn)云配準(zhǔn)模型能夠有效實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云間拼接,并且相比于僅使用特征點(diǎn)的配準(zhǔn)算法,點(diǎn)云配準(zhǔn)精度更高;其次,對(duì)于傳統(tǒng)的ICP配準(zhǔn)算法,在控制點(diǎn)選擇、空間搜索、特征量度三個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn),實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,通過改進(jìn)的ICP算法能夠快速實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云配準(zhǔn),并且相比于傳統(tǒng)的ICP算法,該算法縮短了運(yùn)算時(shí)間、減少了迭代次數(shù),提高了點(diǎn)云配準(zhǔn)精度;第三,通過對(duì)多站點(diǎn)云配準(zhǔn)誤差傳播規(guī)律的分析,對(duì)于滿足閉合條件的多站點(diǎn)云,論文探索出一種點(diǎn)云整體配準(zhǔn)的方法,經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證,這種點(diǎn)云整體配準(zhǔn)算法能夠合理分配閉合差,實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云間的無(wú)縫拼接。試驗(yàn)研究表明,論文給出的基于特征點(diǎn)配準(zhǔn)算法、基于特征點(diǎn)面配準(zhǔn)算法、改進(jìn)的ICP配準(zhǔn)算法及點(diǎn)云整體配準(zhǔn)算法,可用于地理場(chǎng)景下點(diǎn)云配準(zhǔn),能夠?qū)崿F(xiàn)多站點(diǎn)云的無(wú)縫拼接。
【關(guān)鍵詞】：三維激光掃描 點(diǎn)云配準(zhǔn) ICP配準(zhǔn) 整體配準(zhǔn)
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P225.2
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 緒論7-12
• 1.1 課題研究背景和意義7-8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及不足8-11
• 1.2.1 空間數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的現(xiàn)狀研究8-10
• 1.2.2 當(dāng)前研究中的缺陷與不足10-11
• 1.3 研究?jī)?nèi)容11
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)11-12
• 2 地面三維激光掃描系統(tǒng)12-18
• 2.1 地面三維激光掃描技術(shù)原理12-15
• 2.2 地面三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域15-16
• 2.3 地面三維激光掃描技術(shù)特點(diǎn)16-18
• 3 點(diǎn)云誤差18-30
• 3.1 誤差分類18-22
• 3.1.1 儀器誤差18-20
• 3.1.2 反射面引起誤差20-22
• 3.1.3 外界因素產(chǎn)生的誤差22
• 3.2 誤差分析22-24
• 3.2.1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)理論精度22-23
• 3.2.2 點(diǎn)云數(shù)據(jù)實(shí)際精度23-24
• 3.3 掃描儀精度實(shí)驗(yàn)24-30
• 3.3.1 水平角精度實(shí)驗(yàn)24-27
• 3.3.2 測(cè)距精度實(shí)驗(yàn)27-30
• 4 點(diǎn)云配準(zhǔn)30-56
• 4.1 特征點(diǎn)配準(zhǔn)算法31-38
• 4.1.1 離散特征點(diǎn)提取32-34
• 4.1.2 點(diǎn)云配準(zhǔn)模型34-37
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)分析37-38
• 4.2 特征面配準(zhǔn)算法38-44
• 4.2.1 特征面提取38-39
• 4.2.2 特征面配準(zhǔn)模型39-40
• 4.2.3 特征點(diǎn)面配準(zhǔn)模型40-42
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)分析42-44
• 4.3 ICP配準(zhǔn)算法44-48
• 4.3.1 ICP算法原理44-46
• 4.3.2 算法改進(jìn)策略46
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)分析46-48
• 4.4 點(diǎn)云整體配準(zhǔn)48-56
• 4.4.1 點(diǎn)云配準(zhǔn)策略48-49
• 4.4.2 點(diǎn)云整體配準(zhǔn)模型49-51
• 4.4.3 實(shí)驗(yàn)分析51-56
• 5 總結(jié)和展望56-59
• 5.1 總結(jié)56
• 5.2 展望56-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 攻讀碩士期間取得的成果64

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