基于移动最小二乘法法矢估计的建筑物点云特征提取

特征提取对建筑物精细建模的品质和精度起着重要作用。为清晰准确地提取建筑物的特征信息,本文针对采用传统的法矢估计方法受噪声影响大、存在误判的问题,提出了一种基于移动最小二乘法矢估计的建筑物点云特征提取方法。该方法首先采用移动最小二乘法进行法矢估计,然后将K邻域法矢夹角的均值作为点的显著性指标进行特征点判别,最后对提取出的特征点集进行下采样,进一步消除冗余信息。试验结果表明,采用移动最小二乘法进行点云法矢估计,其结果更加准确和稳健,从而有效提升了建筑物点云特征提取的精确性和可靠性,对特征点集的下采样能够删除大量冗余特征点,使提取的特征线更加简洁、清晰、完整。

基于PCA法矢估计的建筑点云立面边界提取

针对建筑物点云在工程应用中存在大量数据不产生作用,只需保留建筑边界点云的问题,本文提出一种基于主成分分析法向量估计的建筑点云立面边界提取方法。该方法首先采样统计离群值去除算法对点云数据进行滤波去噪,然后采用主成分分析法估计样点表面的法线方向,最后使用角度阈值确定建筑物点云立面的边界。通过实例分析,此法能够较完整地提取建筑点云的边界特征,为相关工程应用提供了技术支撑。

基于遗传算法的点云数据配准

在光学非接触三维测量中,复杂对象的重构需要多组测量数据的配准。为此,提出一种基于遗传算法的线扫描点云数据配准方法。曲面线扫描点云数据同一表面的拓扑结构在不同视图下曲率变化趋势相同,根据该性质,利用遗传算法识别两点云数据集的重叠区域,并求解子集的坐标变换矩阵,完成配准。实验结果表明,与ICP算法相比,该方法的运行速度较快,且配准精度较高。

点云模型特征面分割与识别方法

针对点云模型分割和特征面识别速度慢、准确性差的问题,提出基于连通区域标记和统计法的散乱点云特征面分割与识别方法。通过估算点云法矢与点云曲率,给出零值固定曲率归一化方法。基于曲率对点云初始聚类,采用连通区域标记法分割点云,进而利用统计法判断点云所属特征类型曲面。实验结果表明,在以规则曲面为主的机械零件特征曲面分割和识别应用中,该方法能够满足中小型规模的点云处理需求。

3D Hough Transform在激光点云特征提取中的应用

近年来,激光扫描测量技术得到了迅速的发展和广泛的应用,激光点云数据处理成为当前计算机科学和测绘科学等领域的研究热点。特征识别在图像数据处理中占有重要地位,在三维激光点云数据处理中,特征可以用于多站数据拼接、大数据量的简化压缩及建模,因此对特征的提取同样具有重要的研究价值。Hough变换最初用于二维图像的直线提取,后来被广泛应用于二维图像的特征识别,但其运算量极大,并且直接运用到三维可能会导致错误识别等问题。本文根据三维点云特征提取的需要,通过对二维和三维标准Hough变换的介绍和分析,结合激光点云数据处理特点,提出了一种依据法向计算结果进行Hough变换的新方法,该方法不仅能识别平面特征,还可将类似墙角等特征突变点进行有效分离,以便进行轮廓提取等操作。对模拟数据和激光扫描仪实测数据分别进行处理,平面提取的有效率和正确率达到要求,从而证明该方法能够满足点云中特征提取的需要。

A Dataset of Global Ocean Surface Currents for 1999-2007 Derived from Argo Float Trajectories: A Comparison with Surface Drifter and TAO Measurements

A dataset of surface current vectors with error estimate from 1999 to 2007 is derived from the trajectories of the Array for Real-time Geostrophic Oceanography (Argo) drifting on surface over the global ocean. The error of the estimated surface currents is about 4.7 cm s-1 which is equivalent to the accuracy of the currents determined from the surface drifters. Geographically, the Argo-derived surface currents can fill many gaps left by the Global Drifter Program due to the greater number of floats, and can provide a complementary in situ observational system for monitoring global ocean surface currents. The surface currents from the Argo floats are compared with the surface drifter-derived currents and the Tropical Atmosphere Ocean program (TAO) measurements. The comparisons show good agreement for both the current amplitude and the direction of surface currents. Results indicate the feasibility of obtaining ocean surface currents from the Argo array and of combining the surface currents from Argo and the ocean surface drifters for in situ mapping of the global surface currents. The authors also make the dataset available to users of interest for many types of applications.

基于三维点云的机器人加工轨迹规划

为了使机器人准确高效地完成复杂轮廓工件的切削加工,结合点云技术与机器人技术,提出了一种基于三维点云直接生成机器人的切削加工轨迹的算法。搭建了一种以激光位移传感器和机器人为核心部件的点云测量系统,通过坐标关系变换实现了一维测量到三维测量的扩展。通过在线测量获取了被加工工件轮廓的三维点云,采用点云预处理算法和机器人轨迹的生成算法,直接生成了针对被测工件的机器人加工轨迹。仿真结果表明,该测量系统及算法能够准确地提取工件轮廓的三维点云并快速生成机器人的加工轨迹。