基于三維網(wǎng)格模型的點(diǎn)云分割方法研究

《基于三維網(wǎng)格模型的點(diǎn)云分割方法研究》由會員上傳分享，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。

1、￣＊作建堿＾凈學(xué)＾ｎ〇８５２ｉ５ｎｏ〇ｒ￡￡ｒ＇（ＣＣＭＶＥＳＳｉｌＴＯｆＣ＂ｌｌ［乂：巧玉ＡＡＡＯ?。椋郏裕耍裕欤桑牛涨桑牐閷W(xué)位論女基于Ｈ維網(wǎng)格模型的點(diǎn)云分割方法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＳｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＰｏｉｎｔＣｌｏｕｄＢａｓｅｄｏｎ３ＤＭｅｓｈＭｏｄｅｌ鄭少開指導(dǎo)教師姓名張瑞菊職稱講師北京建筑大學(xué)王晏民職稱教授北京建筑大學(xué)申請學(xué)位級別碩±學(xué)位類別工程碩±專業(yè)名稱測繪工程年級２０１３論文答辯時間２０化年０６月學(xué)位授予單位和日期北京津筑

2、大學(xué)２０１６年０７月答辯委員會主席左正立正高級工程師論文評閱人趙江洪副教授梁松教授級高工一？．占北京建筑大學(xué)碩±學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得。，論文中不包含其他人的研究成果盡我所知，除了文中特別加Ｗ標(biāo)注和致謝的地方外己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含本人或他人為獲得北京建筑大學(xué)或其它教育機(jī)一構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷證書而使用過的材料。與我同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。。若有不實(shí)之處，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任學(xué)位論

3、文作者簽字：日期：趴《年《月日北抑歡奇京建筑大學(xué)碩±學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本人完全了解學(xué)校有關(guān)學(xué)位論文知識產(chǎn)權(quán)的規(guī)定，在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)屬于北京建筑大學(xué)，允許論文被查閱和借閱。學(xué)校有權(quán)保留論文并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文紙質(zhì)版和電子版，可將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可Ｗ采用影印、縮印、或掃描等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文。保密學(xué)位論文在解密后的使用授權(quán)同上。學(xué)位論文作者簽名：７校內(nèi)導(dǎo)師簽名：如＾，居年的Ｚ舊Ｉ２。＇《年＾月＾日校外導(dǎo)師簽名；摘要摘要三維激光掃描技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展

4、，已經(jīng)在智慧城市建設(shè)、城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)、重要工程竣工驗(yàn)收、精密工程變形監(jiān)測等方面取得了豐碩的成果和長足的進(jìn)步。針對三維激光掃描技術(shù)得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)和網(wǎng)格數(shù)據(jù)的處理方法也是層出不窮。三維網(wǎng)格分割和點(diǎn)云分割做為數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)中必不可少的一部分，也越來越受到人們的重視?；谌S網(wǎng)格模型數(shù)據(jù)和激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的正逆向結(jié)合的數(shù)據(jù)處理方法在科學(xué)研究和工程應(yīng)用中得到了更廣泛的應(yīng)用與重視。三維網(wǎng)格模型提供的模型結(jié)構(gòu)、語義和幾何等方面的先驗(yàn)知識，指導(dǎo)激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分割、建模等逆向處理，將極大的提高數(shù)據(jù)處理效率和精度。傳統(tǒng)的網(wǎng)格分割或者點(diǎn)云分割大多還是依賴于手動分割

5、或者是交互式的半自動分割。單純的網(wǎng)格分割或者是點(diǎn)云分割由于各自的局限性而進(jìn)展緩慢，因此研究基于三維模型與點(diǎn)云模型相結(jié)合的處理方法就顯得無比重要。本文以地面三維激光掃描技術(shù)為有利依托，以現(xiàn)階段三維網(wǎng)格模型及點(diǎn)云模型分割算法為基礎(chǔ)，重點(diǎn)研究了以下幾個方面的內(nèi)容：（1）概括現(xiàn)階段地面三維激光掃描技術(shù)流程。對現(xiàn)階段市場上采用的主流儀器、數(shù)據(jù)采集手段、數(shù)據(jù)處理過程及成果輸出的整體情況進(jìn)行詳細(xì)的探索。同時，針對項(xiàng)目實(shí)施過程中各個技術(shù)環(huán)節(jié)中存在的問題，力求提出更好的解決方案。（2）將工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用較多的IGES數(shù)據(jù)格式引入正向模型的管理與應(yīng)用中。應(yīng)用IGES中對實(shí)體信息的管理提

6、取建筑物構(gòu)件的位置及約束信息。并將其作為點(diǎn)云分割的一個先驗(yàn)知識。（3）基于三維網(wǎng)格模型的混合聚類分割算法。主要包含了三個部分，第一部分為特征的選擇及計(jì)算，此處為形狀直徑函數(shù)值SDF的計(jì)算，這一點(diǎn)尤為重要，這為之后的分割墊定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；第二部分為基于SDF值的模糊聚類分割；第三部分為在模糊聚類的基礎(chǔ)上進(jìn)行硬聚類分割。即利用Alpha擴(kuò)張圖形分割算法對局部幾何性進(jìn)行概括，從而達(dá)到最終的網(wǎng)格分割目的。（4）本文的另一個研究重點(diǎn)就是基于三維網(wǎng)格模型先驗(yàn)知識的點(diǎn)云分割。其以已完成的有意義的網(wǎng)格分割（三維網(wǎng)格模型中的每個三角面片都賦予了有意義的分割I(lǐng)D）或從三維網(wǎng)格提取的構(gòu)件

7、為先驗(yàn)知識。并依賴于高精度的網(wǎng)格模型與點(diǎn)云模型的配準(zhǔn)，根據(jù)有向最小距離、點(diǎn)云與具有分割I(lǐng)D的三角面片關(guān)系的判定，來確定最終的點(diǎn)云分割。（5）在VisualStudio2013開發(fā)平臺下，以北京建筑大學(xué)獨(dú)立研發(fā)的《多源數(shù)據(jù)融合三維重建系統(tǒng)》（以下簡稱L&P3Dv1.0）為依托，使用C++編程語言設(shè)計(jì)開發(fā)。對以I摘要上各個部分的研究工作進(jìn)行系統(tǒng)地程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。對各個功能模塊進(jìn)行多類型數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不僅應(yīng)當(dāng)包括特征明顯的動物類模型還應(yīng)當(dāng)包括建筑物模型。以達(dá)到驗(yàn)證算法的適用性及穩(wěn)健性的目的。關(guān)鍵詞：三維網(wǎng)格模型；點(diǎn)云模型；數(shù)據(jù)分割；聚類分析。IIAbstractAb

8、strac