多窗口顶帽变换机载激光点云噪声去除

机载激光雷达系统可以直接有效地获取地物的三维点云信息,为数字高程模型生成和建筑物检测与三维重建提供强有力的数据保障,但原始点云数据不可避免地会产生噪声点。提出了一种基于多窗口顶帽变换的机载激光雷达点云噪声去除算法。首先,根据原始点云间隔对点云进行内插生成网格,分别获取了最大和最小网格数据;然后,对网格数据进行聚类,根据每个聚类区域的尺寸设置阈值,检测出初始噪声点所在网格区域;最后,利用白、黑顶帽变换理论分别对最大和最小网格数据进行处理,检测出最终的噪声点所在网格区域。利用ISPRS数据对此方法和其他方法进行对比实验分析,结果表明,本文方法不仅可以较好地去除噪声点,还可以较完整地保存原始点云的细节信息。

髋关节表面置换手术导航系统的模型建立

建立了股骨头和股骨颈的数学模型,并在此基础上开发了髋关节表面置换手术导航系统模型建立功能模块。首先,基于数值优化理论,推导了股骨头和股骨颈的数学表示;然后,采用光学跟踪、数值分析和计算机图形学等相关技术,重建了股骨头和股骨颈的数字模型;实验结果表明所开发的髋关节表面置换手术导航系统模型建立功能模块能够帮助提高髋关节表面置换手术的准确性。

分带K-均值聚类的平面标靶定位

提出了一种分带K-均值聚类的平面标靶定位方法。根据标靶与测站距离的限制条件,推导了较大噪声点的剔除公式,在整体最小二乘拟合平面的基础上增加了噪声点二次剔除的方法,对经过噪声点剔除的点云数据进行分带、聚类处理。同时,对每一带的聚类中心进行均值化处理,得到每一带的中心点,通过求取不同带中心的均值来确定标靶中心点。实验结果表明,分带K-均值聚类的平面标靶定位模型较适合于平面标靶同名点确定。

AutoScan系列复杂零件自动化三维测量装备开发与应用

自动化三维测量可实现复杂零件的精度检测,为后续工艺优化提供基础数据,是保证航空航天领域复杂零件成形精度的关键技术,但应用时尚存在以下问题:其一,自动化三维测量视点规划仍以人工示教为主,规划效率低、效果差;其二,锻造成形等工业现场工况恶劣,易使系统预先标定的参数发生漂移,测量精度难以保证;其三,多视测量数据拼接仍主要采用标志点拼接的方式,过程繁琐,应用局限大;其四,在线自动化测量时受工装夹具等影响,测量点云中存在大量背景噪声,影响数据自动处理的精度与稳定性。针对上述难题,介绍了基于双目测头的自动化测量视点规划、基于耦合焦距比例约束的系统参数自标定、基于全局优化的多视测量数据拼接、基于自适应阈值迭代最近点(ICP)点云背景噪声自动去除等关键技术;在此基础上,研制了系列自动化三维测量装备,包括PowerVirtualPlan视点规划软件、PowerScan三维测量软件、iPoint3D数据处理软件的开发;最后,介绍自动化三维测量装备在航天航空等领域的工程应用情况。