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基于三维狄洛尼三角网的曲面重建算法 总被引：1，自引：1，他引：0
随着三维激光扫描技术应用领域的不断拓展,对点云数据三维建模的需求越来越迫切。曲面重建技术作为三维建模的核心技术之一,在逆向工程、计算机视觉、计算机制图以及虚拟现实等技术领域都有着非常广泛的应用前景。本文提出一种基于三维狄洛尼三角网的曲面重建算法,其本质是一种结合了曲面生长算法思想的贪心算法,即在一定约束条件下,按照最优三角形选择标准,算法从预先构建好的三维狄洛尼三角网中,逐个筛选出最优三角形添加到生长曲面上,最终输出由一系列显式三角形所组成的流形曲面。这种方法对比目前主流的隐式曲面重建算法具有参数依赖性较小、不需要计算法线等优点,并且能够重建地形扫描、建筑物扫描和精细化扫描的点云模型。利用此算法对多种点云模型进行曲面重建试验,结果表明该算法生成曲面质量好、重建效率高、实用性强,能够很好地应用于三维建模领域。 相似文献
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针对噪声点云曲面重建,提出了一种基于Delaunay细分的曲面重建算法。首先以点云法向为约束,采用抗差估计的方法拟合球面近似局部曲面;然后利用沿坐标轴的包围盒树结构（axis aligned bounding boxes tree,AABB-tree）快速搜索与线段相交的曲面包围球,以各包围球球心为初值、半径为可信区间,并行化迭代计算出线段与球面的首个交点,该交点可近似为线段与曲面交点;最后不断地插入交点进行Delaunay细分,从而网格化曲面。实验结果表明,当点云噪声较大时,该方法可以快速、稳健地重建出高质量曲面,且曲面重建精度较高。 相似文献
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为了提高变形监测中地铁隧道断面点截取的效率,文章提出了基于kd-tree和法向量估计的局部点云简化方法,对BaySAC算法的三维激光点云二次参数曲面拟合方法进行改进:利用kd-tree建立点云数据的空间拓扑关系,计算出每个数据点的k邻域;然后使用平面拟合方法获取法矢量;最后根据点云数据法矢量变化程度,采用法矢量自适应得到压缩后的点云数据。实验证明该方法既能较大程度地简化点云,简化结果比较均匀,又具有不破坏细小特征的特点,进一步改进了BaySAC算法的二次参数曲面拟合方法。 相似文献
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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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利用三维激光扫描技术监测地表变形时,需要对大面积的地形点云数据重建地面曲面。针对点云数据的海量性,提出利用BP神经网络的方法进行曲面重建,分别模拟出两期点云数据的曲面及两期点云数据的下沉曲面。实验结果表明,该方法对海量数据的曲面重建精度较高,并能提取变形信息,具有较高的使用价值。 相似文献
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建筑物屋顶面点云分割结果的好坏对建筑物三维模型重建起着重要的作用。针对传统RANSAC算法建筑物屋顶面点云的分割问题,提出了一种基于局部约束的建筑物点云平面分割方法。利用点云局部曲面法向约束构建法向准则,利用半径约束的点云空间聚类的方法对共面屋顶面点云进行分解,从而抑制"伪屋顶面"的产生;利用局部抽样策略降低算法的迭代次数,减少运算量。实验表明该方法能够获得稳定可靠的建筑物屋顶点云分割结果,将有利于后续的建筑物三维模型重建。 相似文献
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针对传统移动曲面拟合滤波算法难以使用单一且具有自适应性阈值滤波的问题,提出一种改进自适应阈值滤波算法.首先将点云格网化,利用混合最小二乘曲面拟合对多级移动曲面滤波算法进行部分优化;其次利用离散点云数据分布特征计算一级滤波阈值;最后计算格网中最大真实高程值与最小真实高程值之差,利用曲率极限点为该值设定一个自适应系数,对滤波阈值算法进行自适应改进后二级滤波.实验采用国际摄影测量和遥感学会(ISPRS)公布的激光雷达数据集验证算法,结果表明,该算法滤波总误差平均值达到6.26％,连续地形滤波总误差达到4％以下,可以较精确地区分地面点与地物点,精确度较高且适应性较强. 相似文献
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陈森 《测绘与空间地理信息》2023,(11):157-159+162
针对传统的点云滤波算法存在阈值单一、地面点提取准确低的问题,本文提出了一种改进自适应阈值滤波算法。首先通过对点云数据进行二维投影并进行格网化处理;其次通过格网内最低点进行混合最小二乘曲面拟合;最后通过一级滤波阈值与自适应阈值实现非地面点滤波。为了对本文提出的自适应阈值滤波算法的有效性进行检验,分别使用城市中心道路与郊区道路点云数据进行算法实验。结果表明,本文提出滤波算法对城市中心道路点云滤波结果的一类误差、二类误差、总误差分别为4.6%、2.3%、3.7%;对郊区道路点云滤波结果的一类误差、二类误差、总误差分别为5.4%、7.1%、6.5%。相比于传统的移动窗口滤波算法,本文滤波算法无论是一类误差、二类误差还是总误差均更低,可准确区分出地面点与非地面点,表现出了更好的点云滤波性能。 相似文献
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点云精简的意义的是在促进精度的同时以最少的点来表达实体信息。专业人士曾提出过多种点云精简算法,然而点云精简中的控制变量不明确,效果差异不显著,难易辨识优劣性。而选取三种最常用方法均匀网格法、平面拟合法和曲面拟合法,控制变量,对精简结果进行分析比较,并提出了相应的改进方法。 相似文献
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为发挥机载全波形激光探测与测量（light detection and ranging,LiDAR）技术优势,提高数字高程模型（digital elevation model,DEM）生成精度,提出了一种利用波形信息的加权曲面拟合LiDAR点云滤波方法。该方法利用全局收敛LM解算离散点云与波形参数,引入波形信息与抗差估计原理检测异常种子点,依据波形参数对地形曲面进行加权拟合,综合考虑滤波窗口尺寸与曲面拟合中误差影响设置自适应高差阈值。选取中国黑河综合遥感联合实验中的城市区域、耕地区域与山地区域数据进行实验,结果表明,相比传统方法,所提方法的波形分解结果更加可靠,点云滤波精度进一步提高,具备较高实用价值。 相似文献
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介绍了逆向工程的基本知识,飞机曲面数据采集的一般流程;提出了点云数据预处理算法实现方法,包括点云滤波算法、点云数据精简算法和基于奇异值分解法的多视点云拼接算法,通过对数据的预处理,大部分数据噪声得以消除,数据量进一步简化,多视点云数据实现空间配准;研究了飞机曲面重建的数据处理流程,对飞机机体进行若干分区,按照点、线、面的建模处理流程对每个区进行独立建模;最后以Catia逆向建模模块对某型样机点云数据处理流程为例,详细探讨了飞机曲面重建的流程和精度验证等方法。实践证明,本文介绍的算法和处理方法切实有效,建模数据准确可靠。 相似文献
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针对地面激光扫描仪获取的点云数据具有数据量大、冗余数据多、分布不均匀的特点,提出了一种基于扇形划分的地面激光扫描点云数据化简方法.首先根据设定的初始扇形块半径和弧长计算整个点云范围内的扇形块参数;然后再将点云按坐标分配到相应的扇形块中;最后对每个扇形块中的点采用相应的计算方法得到化筒后的点云.实验证明,该算法能够较好地... 相似文献
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三角剖分算法是计算几何领域中的重要课题之一,针对现有多边形三角剖分算法大多不能同时兼顾算法的简单有效性、适用性以及三角网的质量问题,提出一种基于自适应分块的任意多边形三角剖分算法。多边形的自适应分块区别于传统的格子分块,它充分顾及了多边形边作为剖分三角网约束边这一特点,通过选择原始多边形一定数量的边,并对这些边构建最优三角形,将原始多边形分割成若干个小的简单多边形,这些简单多边形之间通过三角形进行连接。至此,原始多边形的三角剖分直接转化为这些简单多边形的三角剖分,这样由一条边寻找一顶点构建最优三角形,直接在该边所在的简单多边形内进行搜索,大大减少了点的搜索范围,提高了算法效率。利用基于边优先的多边形三角剖分算法对分块后的小多边形进行三角剖分,从而完成整个多边形的三角剖分。算法具有适用性广,剖分三角形网形稳定、最优,思路简单,易于实现,执行效率高的特点,最后通过实验证明了本算法的科学性和先进性。 相似文献
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三角剖分算法是计算几何领域中的重要课题之一,针对现有多边形三角剖分算法大多不能同时兼顾算法的简单有效性、适用性以及三角网的质量问题,提出一种基于自适应分块的任意多边形三角剖分算法.多边形的自适应分块区别于传统的格子分块,它充分顾及了多边形边作为剖分三角网约束边这一特点,通过选择原始多边形一定数量的边,并对这些边构建最优三角形,将原始多边形分割成若干个小的简单多边形,这些简单多边形之间通过三角形进行连接.至此,原始多边形的三角剖分直接转化为这些简单多边形的三角剖分,这样由一条边寻找一顶点构建最优三角形,直接在该边所在的简单多边形内进行搜索,大大减少了点的搜索范围,提高了算法效率.利用基于边优先的多边形三角剖分算法对分块后的小多边形进行三角剖分,从而完成整个多边形的三角剖分.算法具有适用性广,剖分三角形网形稳定、最优,思路简单,易于实现,执行效率高的特点,最后通过实验证明了本算法的科学性和先进性. 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2020,(9)
对室内场景进行实时高质量的三维重建是机器人、增强现实等领域关注的重点。目前基于RGB-D传感器的三维重建方法存在局部模型重建效果差、点云模型包含孔洞等问题。而影响三维模型重建效果的主要因素有两个,一是由点云配准解算出的位姿参数精度,二是闭环检测准确程度。对此,在保证算法实时性的基础上,通过改进迭代最近点算法(iterative closest point algorithm,ICP)中匹配点的选取策略,提升模型重建效果。并利用径向基函数构建隐式曲面的方式对点云模型中的孔洞进行事后修补。选用ICL-NUIM等公开数据集进行实验验证,结果表明,改进后的算法在模型重建效果以及相机轨迹估计方面均有显著提升。 相似文献
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针对三维激光扫描技术在获取巷道内壁点云数据时会包含大量非巷道内壁点，无法快速有效地获取巷道围岩形变信息的问题。该文提出一种基于局部最优邻域法向量估算的巷道点云去噪方法，该方法采用自适应邻域半径的主成分分析算法，提高了点云法向量估算的精度和方向一致性，较好地解决了区域生长算法提取巷道内壁点云时存在的孔洞过多与噪声点云去除不彻底的问题，实现了巷道内壁点云较为完整的获取。通过不同类型的巷道点云数据进行验证，结果表明，该方法能够有效地去除非巷道内壁点云，提高巷道内壁点云获取的精度。 相似文献
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针对直接从LiDAR点云数据中提取道路信息比较困难的问题,文章提出了一种基于点云分割和区域生长的机载LiDAR数据道路点云提取方法:采用曲面生长法对点云进行分割,直接得到包含道路信息的曲面点集合;应用LiDAR数据的回波强度对分割结果中的道路进行强度标定,并采用区域增长的思想实现了道路的精细提取。实验表明,该方法能够高效、准确地提取道路点云,在路桥建模方面有较强的使用价值。 相似文献