地面三維激光掃描數(shù)據(jù)壓縮和配準(zhǔn)研究

《地面三維激光掃描數(shù)據(jù)壓縮和配準(zhǔn)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、分類(lèi)號(hào):P2210710-2015126037碩士學(xué)位論文地面三維激光掃描數(shù)據(jù)壓縮和配準(zhǔn)研究孫文亮導(dǎo)師姓名職稱(chēng)劉萬(wàn)林副教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別工學(xué)碩士學(xué)科專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)大地測(cè)量學(xué)與測(cè)量工程論文提交日期2018年04月18日論文答辯日期2018年05月31日學(xué)位授予單位長(zhǎng)安大學(xué)TheresearchofcompressionandregistrationbasedonpointcloudofTerrestrial3DLaserScanningADissertationSubmittedfortheDegreeof

2、MasterCandidate:SunWenliangSupervisor:AssociateProf.LiuWanlinChang’anUniversity，Xi’an，China論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明：本人所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，對(duì)論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開(kāi)發(fā)表的成果。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名：年月日論文知識(shí)產(chǎn)權(quán)權(quán)屬聲明

3、本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬學(xué)校。學(xué)校享有以任何方式發(fā)表、復(fù)制、公開(kāi)閱覽、借閱以及申請(qǐng)專(zhuān)利等權(quán)利。本人離校后發(fā)表或使用學(xué)位論文或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，署名單位仍然為長(zhǎng)安大學(xué)。（保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）論文作者簽名：年月日導(dǎo)師簽名：年月日摘要隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，三維激光掃描技術(shù)在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，使得三維激光掃描技術(shù)在逆向工程、變形監(jiān)測(cè)以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。三維激光掃描技術(shù)是在不接觸被掃描目標(biāo)物體的情況下，就能夠獲取物

4、體的表面特征點(diǎn)信息和紋理特征，然后對(duì)掃描獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的數(shù)據(jù)處理，就可以得到完整的、直觀的物體細(xì)部特征，因此三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展對(duì)物體的三維建模有重要的推動(dòng)作用。然而，目前三維激光掃描技術(shù)還不夠成熟，在自身掃描系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理方面都還存在不少急需解決的難題，尤其是對(duì)多個(gè)測(cè)站點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)精度是制約點(diǎn)云后續(xù)數(shù)據(jù)處理和三維建模精度的重要因素，由于三維激光掃描儀在對(duì)被掃描物體進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，往往需要從多個(gè)測(cè)站點(diǎn)架設(shè)儀器才能獲取被掃描物體的完整特征信息，但是這些測(cè)站點(diǎn)分別處于不同坐標(biāo)系下，所以為了獲

5、得目標(biāo)物體的完整信息就需要對(duì)坐標(biāo)系進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)，從而將不同坐標(biāo)系下的掃描結(jié)果統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系中。因此如何將這些不同坐標(biāo)系下的測(cè)站高質(zhì)量、高效的統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系中，所以這就要求對(duì)點(diǎn)云配準(zhǔn)算法做精細(xì)化、高效化的研究，以提高點(diǎn)云配準(zhǔn)的精度和效率。因此本文重點(diǎn)對(duì)三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)壓縮和配準(zhǔn)算法進(jìn)行研究，以下是本文主要的工作內(nèi)容：(1)本文總結(jié)了三維激光掃描技術(shù)壓縮算法和配準(zhǔn)算法在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，同時(shí)對(duì)三維激光掃描技術(shù)的基本原理、分類(lèi)、應(yīng)用領(lǐng)域和特點(diǎn)以及點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理的流程做了相應(yīng)的介紹。(2)本文采用的點(diǎn)

6、云數(shù)據(jù)量比較大，而且數(shù)據(jù)相對(duì)散亂，因此本文利用區(qū)域重心壓縮算法對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行不同比例的壓縮，然后根據(jù)不同的壓縮比例，對(duì)壓縮后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行特征對(duì)比和質(zhì)量分析，本文以VS2013為平臺(tái)實(shí)現(xiàn)區(qū)域重心法壓縮實(shí)驗(yàn)。(3)通過(guò)學(xué)習(xí)點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方法，分別介紹了常用的粗配準(zhǔn)算法和精配準(zhǔn)ICP算法，然后文章介紹了k-d樹(shù)算法對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的組織和最近點(diǎn)搜索，并且利用BBF(BestBinFirst)算法對(duì)k-d樹(shù)最近點(diǎn)搜索進(jìn)行改進(jìn)，并利用改進(jìn)后的k-d樹(shù)算法加速I(mǎi)CP算法，通過(guò)VS2013平臺(tái)對(duì)經(jīng)典ICP算法和k-d

7、樹(shù)加速I(mǎi)CP算法的優(yōu)劣進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了利用k-d樹(shù)加速I(mǎi)CP算法，不僅提高了點(diǎn)云配準(zhǔn)的效率，同時(shí)也提高了配準(zhǔn)的精度。關(guān)鍵詞：地面三維激光掃描技術(shù)，區(qū)域重心壓縮算法，k-d樹(shù)，ICPIAbstractWiththerapiddevelopmentofscience-technologyandeconomy,three-dimensionallaserscanningtechnologyhasmadegreatprogressinvariousapplicationareas,whichmak

8、esthree-dimensionallaserscanningtechnologyhaswidelyappliedinreverseengineering,deformationmonitoringandmedicalfield.Thethree-dimensionallaserscanningtechnologywhichisnotincontactwiththescannedobjectundertheconditionofsurfacefeatureandtexturefe