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等值面的提取是三维空间点云数据曲面重建过程中起决定性的关键因素之一。本文针对Marching Cubes点云曲面重建算法在三维重建过程中处理速度慢、插值效果不佳等问题,进行了基于点云数据的中值法改进。该算法的基本理论基础是三位点云具有连通性。根据该原理,选择一定数量的体素作为种子节点,再依据这些种子体素来拓展出地物的整个曲面。算法避免了对无用体素的遍历;利用中值计算法去取代线性插值法对等值点坐标和空间法向量进行求解,进一步缩减迭代次数。实验结果表明:与传统算法相比,基于中值法改进的Marching Cubes算法能在重建效果没有明显差异的情况下有效地提高效率。 相似文献
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针对泊松表面重建算法在点云数据的网格化中仍不能有效满足"细节保持与噪声平滑"的平衡问题,该文提出了一种基于高斯滤波的改进泊松算法。通过将高斯滤波引入到点云数据等值面的向量场估计中,一方面实现了对点云拓扑结构的更准确估计以及对点云噪声的有效平滑;另一方面通过调节高斯滤波中的标准差参数,实现了对点云模型网格化的细节保持与噪声平滑的细微控制。以福州大学张孤梅雕像为实验对象,图像三维重建技术获得的点云数据作为数据源,利用改进的泊松算法进行点云网格化。结果表明,改进的泊松算法提高了网格模型的精确性与完整性,且在视觉上更好地逼近真实模型的细节,验证了改进算法的有效性。 相似文献
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利用图割算法进行城市密集点云表面模型重建 总被引：2，自引：1，他引：1
利用倾斜影像获得的密集点云来构建表面模型是基于倾斜影像进行三维重建的核心之一。本文针对现行密集点云表面模型重建存在的建模效率低、表面选取不真实等问题,提出了一种基于图割算法的城市密集点云表面模型重建方法。利用该方法重建城市密集点云表面模型,首先通过预处理软件对无人机倾斜影像进行空中三角测量,并利用空中三角测量的解算结果生成密集点云;然后对密集点云添加相应的边,同时对三维点云根据距离进行选取合并;最后根据三维点云形成的四面体和三角面建立图割问题,并通过求解图割问题来求取最优的密集点云表面模型。为证明这种方法的可行性和有效性,使用城市地区的无人机倾斜影像数据进行城市密集点云表面模型重建,试验结果表明,该方法具有可行性好、建模效果好、处理速度快等优势。 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2020,(3)
采用滚球算法(ball pivoting algorithm, BPA)重建非均匀点云时会产生较多孔洞或冗余三角形,对此先定义一种点云内在属性因子,提出了一种自适应BPA算法,并用重建曲面表面积定量评价曲面重建质量。首先,根据点云法向、位置、点间距离、关系等信息选取3个恰当的孤立点,构建种子三角形;其次,计算每条拓展边的点云内在属性因子,并结合拓展边长等信息,自适应地确定滚球半径r;最后,将半径为r的滚球沿着拓展边滚动,选取合适的第三点拓展三角形网格。采用龙、兔点云进行曲面重建实验,实验结果表明,无论是均匀点云还是非均匀点云,此算法均能自适应地重建出点云表面模型,重建过程无需人工干预,算法稳健、高效,重建结果质量较高。 相似文献
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《测绘与空间地理信息》2020,(4)
为了在盐穴的综合利用过程中及时掌握盐穴的形态变化,本文研究了一种基于CGAL的重建盐穴表面的方法。该方法利用格网简化与曲面拟合去除盐穴声呐测量点云重复点以及噪声,并使用聚类分析过滤溶穿盐穴的额外点云,最后采用推进前沿重建方法重建盐穴表面模型,并对模型孔洞进行修补,实现了封闭流形表面模型的重建。本文利用金坛地区的盐穴实测数据对算法进行重建实验,重建结果证明,该算法可以得到准确的重建表面,并对溶穿盐穴有较好的适应性。 相似文献
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为克服传统人工边坡调查方法效率低、风险高、难度大等缺陷,针对高陡裸露边坡,本文提出了基于无人机倾斜摄影的边坡三维重建和灾害识别分类方法,即利用无人机多视角序列影像重构裸露边坡三维实景模型,并将不同时期的边坡三维模型统一在相同的坐标系内。经试验验证,重建模型精度优于2 cm,基于点云与点云比较算法的三维点云数据变化检测算法,能够分析两个时期点云模型的细微差异,通过在三维实景模型中进行标记,结合PointNet++分类神经网络算法自制点云数据集,成功地实现对标记区域的识别与分类,从而实现边坡滑坡、坍塌、落石等灾害场景的智能化识别。 相似文献
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为了解决地形复杂、点云密度不均匀的输电线机载激光雷达(LiDAR)点云电力线提取精度低的问题，本文根据电力线点的空间分布特征设计与实现了一套电力线提取与三维重建方法。首先，使用改进曲面拟合滤波算法与形态学开运算实现地面点、低矮植被点等的滤除；其次，以滤波处理得到点云数据为数据源，利用电力线点维度特征实现电力线点粗提取并利用密度聚类算法进行单根电力线精提取；最后，基于单根电力线提取结果进行电力线三维重建。为了对本文提出电力线提取与重建方法进行检验，使用宁波市某高压交流输变电工程中部分实测机载LiDAR点云数据进行实验，结果表明，本文方法提取28根电力线结果误差率均在0.04%以内，验证了本文方法的可靠性与实用性。 相似文献
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基于多源数据的拼接型房屋三维重建方法研究 总被引：2，自引：0，他引：2
提出了结合房屋矢量数据、航空影像和点云数据的拼接型房屋(由平顶房、人字型和四坡型房屋组成)自动三维重建算法。算法重点研究了基于点云数据和影像特征提取的拼接型房屋屋脊线检测,并利用其对拼接型房屋组成的模型进行拆分;对于人字型和四坡型房屋组成模型,结合矢量数据和屋脊线,利用几何约束条件自动寻找房屋组成模型的屋檐线,从而获得拼接型房屋组成模型的完整分割;最后通过点云数据的屋顶平面解算其组成房屋模型的参数,最终实现整个拼接型房屋的三维重建。实验数据证明,该方法能较好地实现拼接型房屋的几何模型自动重建。 相似文献
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针对增量式SFM算法过渡依赖初始图像的选择,重建时误差累积导致场景漂移且计算效率低的问题,设计了一种改进的加速KAZE特征提取的全局式SFM三维重建算法.首先通过增强特征接受阈值并构造非线性尺度空间来提取图像的特征,使用改进局部差分二进制MLDB描述符对特征进行描述;然后利用全局式SFM算法对整个场景的相机位姿进行估计,从而减小误差并减少光束法平差BA的使用次数,降低了算法的复杂度,大大提高计算效率;最后利用基于面元的多视立体匹配PMVS算法得到稠密重建结果.实验结果表明,同等条件下该方法能够得到更多的有效点对,计算效率约为增量式SFM算法的2倍,且特征匹配准确率提高5％,稠密重建的点云精度高,信息丰富且纹理清晰,是一种有效的三维重建方法. 相似文献
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景国峰 《测绘与空间地理信息》2021,44(4):106-109
针对三维激光扫描技术在获取三维信息存在扫描漏洞及边缘信息不足等问题,本文以文物对象的精细三维重建为目的,在近景影像与激光点云精细三维重建中提出一种新的方法。首先利用尺度不变SIFT算法匹配,并设置多重约束逐级剔除误匹配点获得最优匹配点集,采用基础矩阵加严密解解算定向参数,然后采用改进的CANNY算子提取影像边缘信息,利用仿射变换的粗值点和核线几何搜索匹配得到边缘同名点,最后根据定向参数重建边缘点云并与扫描点云进行配准,生成对象的精细点云模型。实验结果表明,采用此方法可生成边缘信息丰富、精细度高的三维信息。 相似文献
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针对点云数据缺失问题,该文综合国内外大量点云修复技术研究。三维模型构建在自动驾驶、逆向工程领域中发挥越来越大的作用,三维点云数据是其中的重要数据源。利用三维激光扫描设备,可以高效、准确、实时的获取被测物体表面三维空间坐标。但是由于模型物体遮挡或者环境等原因,不可避免的会出现点云缺失的状况,这会对物体三维重建等后续处理造成一定的影响。然而,在三维点云孔洞修复方面还缺少比较系统完善的综述。本文从基于几何、基于模型检索、基于深度学习3个方面对当前主流的对修复技术进行了综合分析。文章对3种修复方法进行了概括,总结现有各种技术修复方法的优劣,同时展望了未来的发展趋势。 相似文献
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城市地下电缆工井是发挥城市功能和确保城市快速协调发展的重要基础设施,但地下管线结构复杂、信息量大,对其进行三维显示、管理与分析具有一定的难度。激光雷达技术出现后,因其快速、不接触、高密度、高精度等特征,被逐步应用于建筑物逆向重建,基于激光雷达点云数据的地下电缆工井三维重建也逐渐成为主流方法。提出了一种针对具有孔洞的地下工井的三维模型拓扑重构算法,以地下工井三维激光点云为数据源,建立具有孔洞的地下工井三维模型,可解决直接采用点云进行构网时模型不完整及速度较慢的问题。三维模型的构建采用与常用的管线化地下管网结构不同的CSG-BREP（constructive solid geometry-boundaryrepresentation）拓扑模型结构,整体上将工井分为墙面、电缆、井筒等,此模型可更加细致地表达地下电缆工井模型的内部拓扑结构。实验证明,该算法可以对多种类型的墙壁进行拓扑重构,在表达模型拓扑关系时突破了传统管网中单一的管孔与管线的点线关系及管线间的线线关系,增加管孔与墙壁的点面关系以及管线与墙壁的线面关系,更加细致准确地对模型进行描述。 相似文献
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基于影像的三维重建技术是获取地形数据的新方法,其重建效果很大程度上取决于影像的特征检测方式.为探究不同特征检测方法对地形三维重建的影响,本文选取SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)和ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)特征检测算法,采用增量式运动恢复结构(Structure from Motion,SfM)、多视角密集匹配(Clustering Views for/Patch-based Multi-view Stereo,CMVS/PMVS)、自然邻域插值等方法生成区域地形点云和数字表面模型(Digital Surface Model,DSM),比较分析二者在地形重建中的适用性,结果表明:SIFT生成点云分布均匀,DSM的MRE为2.56％,RMSE为6.36 m,适用于全局的地形三维重建;ORB重建速度快,生成DSM的MRE为2.35％,RMSE为5.17 m,适用于快速的地形三维重建. 相似文献