隨著機器視覺和圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展,點云分割是目標識別、點云分類以及三維重建的基礎(chǔ),分割結(jié)果對后續(xù)的場景分析有著極其重要的作用,成為現(xiàn)代機器視覺的熱門研究領(lǐng)域。通過對三維點云數(shù)據(jù)處理,計算機能夠更好的理解環(huán)境場景,為工作和生活提供便利,如物體的自動檢測、場景建模、無人駕駛等。本文針對點云分割展開研究,通過使用基于區(qū)域增長的點云分割方法,降低了圖像處理的計算量,同時實現(xiàn)了對點云數(shù)據(jù)的實時、精確有效分割。本文具體研究工作總結(jié)如下:在數(shù)據(jù)采集方面,利用雙目視覺采集系統(tǒng)獲得立體圖像對,得到深度視差圖,重建三維場景,將三維場景數(shù)據(jù)格式進行轉(zhuǎn)換得到三維點云數(shù)據(jù),輸入算法進行點云分割。首先,對點云數(shù)據(jù)進行聚類過分割。三維空間下,點云數(shù)據(jù)聚類過分割是把采集的原始點云數(shù)據(jù)進行聚類算法處理,用來降低計算復(fù)雜度,消除噪聲,提高分割精度。體素化處理三維點云數(shù)據(jù),選取種子體素,利用聚類算法形成超體素,再對超體素數(shù)據(jù)進行平面擬合獲取殘差值,選取種子超體素,實現(xiàn)點云數(shù)據(jù)的過分割過程,完成聚類過分割。然后,基于區(qū)域增長算法進行分割。輸入數(shù)據(jù)為過分割步驟得到的超體素,綜合考慮空間連通性、表面光滑性以及表面幾何特征等約... 

【文章來源】：河北工程大學河北省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

三維掃描高精度點云數(shù)據(jù)

河北工程大學碩士學位論文10圖2-1三維掃描高精度點云數(shù)據(jù)Fig.2-13Dscanninghighprecisionpointclouddata三維點云數(shù)據(jù)是真實空間位置的三維信息坐標，通常以X、Y、Z的三維坐標形式表示，主要是指用于表示對象外部形狀的三維坐標系的一系列矢量。一些點云也帶有顏色信息或強度信息，顏色信息一般都是由硬件設(shè)施采集時獲取的顏色，強度信息一般是來測量目標物體表面材料、入射角方向以及物體表面周圍的粗糙度，用來接收的回波強度。由于硬件采集點云信息的設(shè)備不同，工作原理也不同，獲取的點云數(shù)據(jù)因此也會有差別，一般點云數(shù)據(jù)是根據(jù)點云的不同分布特點方式來進行分類，將其分為如下四類：（1）無序散亂點云散亂點云大部分是沒有一定規(guī)律分布的幾何形狀，呈現(xiàn)無序散亂的分布狀態(tài)，無明顯分布的拓撲結(jié)構(gòu)，且分布密度不均勻，如圖2-2所示。一般由掃描設(shè)備獲取到的點云數(shù)據(jù)都有很高的精度，但是由于這些掃描設(shè)備往往價格昂貴且體積龐大不便攜帶，一般不被研究工作人員使用，常被用于對工作質(zhì)量要求極高的國防軍工設(shè)備。圖2-2無序散亂點云Fig.2-2Disorderlyscatteredpointcloud

第2章點云分割相關(guān)理論和關(guān)鍵技術(shù)11（2）掃描線式點云掃描線式點云一般是三維掃描儀設(shè)備按照一條直線掃描軌跡采集到的點云數(shù)據(jù)集，大部分掃描線是有幾條組成，按照掃描軌跡掃描出來的點云數(shù)據(jù)一般會按線性排列，且測量出來的點都在同一個掃描平面內(nèi)，但每條直線對應(yīng)的掃描點是無規(guī)則的，如圖2-3所示。圖2-3掃描線式點云Fig.2-3Scanninglinepointcloud（3）網(wǎng)格化型點云網(wǎng)格化型點云中的點是以矩陣分布的方式存在的有序點云數(shù)據(jù)，又叫作陣列式點云。這種點云數(shù)據(jù)一般是由Kinect深度相機或立體攝像機采集到的有序點云數(shù)據(jù)，其中的每個點都均勻?qū)?yīng)矩陣網(wǎng)格中的一個頂點，然后這些數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)格插值處理得到陣列式點云，如圖2-4所示，這樣的點云數(shù)據(jù)采集方便，適合研究人員工作使用。圖2-4網(wǎng)格化型點云Fig.2-4Gridpointcloud（4）多邊形點云多邊形點云也是有序點云數(shù)據(jù)的一種，由三維掃描儀測出的點云數(shù)據(jù)排列在互相平行的平面內(nèi)，通過直線線段把處于同一平面上的兩個距離最近的點連接起

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于局部表面凸性的散亂點云分割算法研究[D]. 王雅男.中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 2016
[2]機載LiDAR點云濾波及分類算法研究[D]. 李煉.成都理工大學 2014



本文編號：3230179