本文關(guān)鍵詞：港口煤炭全自動(dòng)無(wú)人化裝卸系統(tǒng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理算法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：港口煤場(chǎng)全自動(dòng)無(wú)人化裝卸系統(tǒng)對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要意義,而該系統(tǒng)的核心內(nèi)容之一就是對(duì)煤場(chǎng)堆料信息的獲取與分析。本文以激光掃描儀為采集工具,在分析所采集到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)信息結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,面向?qū)嶋H應(yīng)用,從數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)化到數(shù)據(jù)的精簡(jiǎn)與反演,再到存儲(chǔ)與更新,組成了一套較為完整的數(shù)據(jù)處理算法。本文的主要研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面:首先,根據(jù)掃描儀在煤場(chǎng)的實(shí)際工作情況,結(jié)合煤場(chǎng)大車與掃描儀的各個(gè)參數(shù),推導(dǎo)出將激光掃描儀直接采集得到的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的計(jì)算公式。隨后討論了在實(shí)際應(yīng)用中可能產(chǎn)生的偏角與偏差,并給出相關(guān)修正公式。其次,從實(shí)時(shí)性出發(fā),研究煤場(chǎng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)與三角剖分的算法。考慮到煤場(chǎng)的點(diǎn)云是線結(jié)構(gòu)的,提出了基于線結(jié)構(gòu)光掃描的兩步式點(diǎn)云精簡(jiǎn)方法。首先用最小距離-偏差角度精簡(jiǎn)法對(duì)每一行上的點(diǎn)云進(jìn)行精簡(jiǎn);然后用改進(jìn)的基于線結(jié)構(gòu)光掃描的Delaunay三角剖分對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行三角化;最后利用三角剖分所得的Voronoi鄰域,采用最小二乘平面法對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的行間進(jìn)行精簡(jiǎn)。再次,從煤場(chǎng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與更新的實(shí)際要求出發(fā),設(shè)計(jì)了一種點(diǎn)云的存儲(chǔ)算法。首先將三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為一維Morton碼,然后用分塊算法把被均勻網(wǎng)格劃分的點(diǎn)云合并為較大的方塊,將方塊作為整體存入數(shù)據(jù)庫(kù)。在更新時(shí),則先尋找均勻網(wǎng)格的邊緣,將這些可能會(huì)覆蓋掉數(shù)據(jù)庫(kù)中有用數(shù)據(jù)去除,然后再分塊更新入數(shù)據(jù)庫(kù)中。最后,介紹了煤場(chǎng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),該系統(tǒng)用以驗(yàn)證算法的有效性,并測(cè)定算法中的參數(shù)。在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,可以很方便的調(diào)試各種參數(shù),并對(duì)算法效果進(jìn)行測(cè)試。經(jīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)驗(yàn)證,本文算法快速有效。
【關(guān)鍵詞】：點(diǎn)云精簡(jiǎn) 激光掃描 點(diǎn)云數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 三角剖分
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP274.2;TP333
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 課題背景及意義11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 煤炭全自動(dòng)無(wú)人化裝卸系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 激光三維成像技術(shù)的研究現(xiàn)狀12
• 1.2.3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容與組織結(jié)構(gòu)13-15
• 第2章 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集與轉(zhuǎn)換15-27
• 2.1 引言15
• 2.2 港.煤炭自動(dòng)無(wú)人化裝卸系統(tǒng)的工作原理15-17
• 2.3 數(shù)據(jù)采集設(shè)備17-18
• 2.4 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換18-26
• 2.4.1 坐標(biāo)系的定義18-19
• 2.4.2 掃描儀坐標(biāo)19-20
• 2.4.3 將掃描儀采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)值20-22
• 2.4.4 激光掃描數(shù)據(jù)偏差修正22-25
• 2.4.5 實(shí)驗(yàn)例證25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 煤場(chǎng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精簡(jiǎn)與成像27-51
• 3.1 引言27
• 3.2 點(diǎn)云反演的一般實(shí)現(xiàn)方法27-33
• 3.2.1 Delaunay三角剖分優(yōu)化準(zhǔn)則29-30
• 3.2.2 常用的三角剖分算法30-33
• 3.3 點(diǎn)云精簡(jiǎn)的一般實(shí)現(xiàn)方法33-37
• 3.3.1 點(diǎn)云精簡(jiǎn)算法的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)33-34
• 3.3.2 常用的點(diǎn)云精簡(jiǎn)算法34-37
• 3.4 基于線結(jié)構(gòu)光掃描的兩步式點(diǎn)云精簡(jiǎn)算法設(shè)計(jì)37-44
• 3.4.1 最小距離-偏差角度精簡(jiǎn)法38
• 3.4.2 改進(jìn)的基于線結(jié)構(gòu)光掃描的Delaunay三角剖分38-41
• 3.4.3 基于到最小二乘平面距離的精簡(jiǎn)法41-44
• 3.5 體積的計(jì)算44-49
• 3.5.1 均勻網(wǎng)格法的體積計(jì)算44-46
• 3.5.2 投影法的計(jì)算過(guò)程46-48
• 3.5.3 兩種體積計(jì)算方法適應(yīng)性的比較48-49
• 3.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析49
• 3.7 本章小結(jié)49-51
• 第4章 煤場(chǎng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與更新51-67
• 4.1 引言51
• 4.2 分塊處理算法51-59
• 4.2.1 基于寬度優(yōu)先原則的方塊搜索方法52-53
• 4.2.2 基于深度優(yōu)先原則的方塊搜索方法53-55
• 4.2.3 基于形狀優(yōu)先原則的方塊搜索方法55-57
• 4.2.4 三種方法性能的對(duì)比57-59
• 4.3 基于MORTON碼的點(diǎn)云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)預(yù)處理59-60
• 4.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)60-62
• 4.5 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的更新62-66
• 4.5.1 掃描邊緣的尋找63-65
• 4.5.2 數(shù)據(jù)更新流程65-66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 第5章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)67-81
• 5.1 引言67
• 5.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境67-70
• 5.2.1 硬件環(huán)境67-68
• 5.2.2 軟件開發(fā)環(huán)境68-70
• 5.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)70-72
• 5.3.1 設(shè)計(jì)思想70
• 5.3.2 系統(tǒng)模塊70-72
• 5.4 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)核心模塊72-77
• 5.4.1 數(shù)據(jù)采集模塊72-74
• 5.4.2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊74-75
• 5.4.3 點(diǎn)云精簡(jiǎn)模塊75
• 5.4.4 圖形反演模塊75-76
• 5.4.5 存儲(chǔ)更新模塊76-77
• 5.5 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理實(shí)際效果77-80
• 5.5.1 三維重構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方案77
• 5.5.2 三維重構(gòu)的對(duì)象77-78
• 5.5.3 三維重構(gòu)實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果78-80
• 5.6 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果86-87
• 致謝87-88
• 作者簡(jiǎn)介88

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 張子才;肖蘇;吳剛;伍文宇;;料場(chǎng)無(wú)人化系統(tǒng)的研究和應(yīng)用[J];寶鋼技術(shù);2008年02期

2 張子才;;散貨料堆的實(shí)時(shí)三維成像方法[J];機(jī)電設(shè)備;2009年02期

3 朱冒冒,馮祖軍,郭建華,鞠魯粵;三維柵格法在數(shù)據(jù)點(diǎn)云精簡(jiǎn)中的應(yīng)用[J];上海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年03期

  本文關(guān)鍵詞：港口煤炭全自動(dòng)無(wú)人化裝卸系統(tǒng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：281527