隨著數(shù)字城市,計算機等技術(shù)的蓬勃發(fā)展,城市實景三維成為可能,其中建筑物三維重建一直是數(shù)字城市的重要目標。三維激光掃描技術(shù)為建筑物三維重建提供了新的數(shù)據(jù)獲取手段和處理方法。在三維激光點云數(shù)據(jù)處理過程中,特征提取是建筑物三維重建的前提和基礎。通過對點云數(shù)據(jù)特征提取和三維重建理論進行研究,提出了優(yōu)化的α-shapes邊界提取算法和結(jié)合超體素與區(qū)域增長的建筑物特征提取算法。主要研究工作和結(jié)論如下:(1)針對當前平面點云邊界提取算法對點云的噪聲、散亂程度和形狀具有提取結(jié)果不穩(wěn)定性、算法效率不高、難以保證提取邊界的精細度和完整性等問題,著重研究α-shapes算法,并分析其研究現(xiàn)狀與缺點,提出優(yōu)化的α-shapes算法。該算法首先將數(shù)據(jù)網(wǎng)格化,排除非邊界網(wǎng)格,然后對邊界網(wǎng)格內(nèi)的點采用α-shapes算法提取點云邊界,并通過P點的k個鄰近點的平均距離這一特征值設置滾動圓半徑α。通過對k值、點云形狀、點云密度、點云孔洞和點云離散度進行了分析,歸納了調(diào)節(jié)因子的最佳范圍。經(jīng)實驗證明:該算法在保證點云邊界的精度下能夠快速提取完整點云邊界,具有良好的穩(wěn)健性,能提高后續(xù)點云重建速度與效率。(2)針對三維點云特征...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外平面點云邊界提取研究現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)外三維點云特征提取研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
        1.4.1 主要研究內(nèi)容
        1.4.2 論文結(jié)構(gòu)安排
    1.5 本章小結(jié)
第二章 非規(guī)則點云幾何特性和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織
    2.1 點云幾何特性
        2.1.1 點云法向量估計
        2.1.2 點云曲率估計
    2.2 點云數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織
        2.2.1 點云數(shù)據(jù)
        2.2.2 體素數(shù)據(jù)和體素化
        2.2.3 超體素數(shù)據(jù)
    2.3 本章小結(jié)
第三章 平面點云邊界特征點提取
    3.1 概述
    3.2 點集的幾何特性分析
    3.3 優(yōu)化的α-shapes邊界提取算法
        3.3.1 α-shapes算法基本原理
        3.3.2 優(yōu)化的α-shapes算法步驟
    3.4 參數(shù)取值實驗及分析
        3.4.1 不同密度點云邊界提取
        3.4.2 不同點云形狀邊界提取
        3.4.3 含孔洞復雜點云邊界提取
        3.4.4 非規(guī)則點云邊界提取
    3.5 對比實驗及分析
        3.5.1 規(guī)則點云對比實驗
        3.5.2 非規(guī)則點云對比實驗
    3.6 本章小結(jié)
第四章 建筑物特征點提取
    4.1 常見點云特征提取算法
        4.1.1 點云幾何特性特征提取算法
        4.1.2 基于RANSAC算法的點云特征提取算法
    4.2 建筑物特征提取算法流程
        4.2.1 超體素數(shù)據(jù)生成
        4.2.2 基于超體素的區(qū)域增長算法
        4.2.3 分割區(qū)域邊界特征點提取
    4.3 實驗與分析
        4.3.1 對比實驗分析
        4.3.2 建筑物特征提取實驗
    4.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    研究工作總結(jié)
    不足與展望
參考文獻
致謝
附錄A (攻讀學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文)
附錄B (攻讀學位期間參與科研項目)



本文編號：3977400