利用相对密度迭代分析的地基点云过滤方法

地面激光扫描(Terrestrial Laser Scanning, TLS)是广泛用于点云数据采集方法之一,而地面过滤是点云数据处理中的重要步骤。受扫描视角和设站方式影响,TLS数据的非地面点分布范围通常远大于地面点,而现有地面滤波方法通常假定地面点云分布在整个扫描场景,不完全适用于TLS数据。针对该问题,本文提出了一种利用地基点云扫描线进行相对密度迭代分析地面过滤方法。首先,还原无序地面激光点云的角分辨率及扫描线信息;然后,进行逐扫描线相对密度分析,得到地面候选点集与非地面点集:通过反复将地面候选点集加入相对密度分析环节,直至新生成的非地面点数量小于设置的阈值,迭代终止,而剩余的候选点则输出为最终的地面点集。将本文中所提出的方法在3组数据上进行了实验验证,并与现有方法进行对比,研究结果表明,该方法有效约束了地面点的范围,并且在墙脚、路缘和杆状物等地面与非地面邻接部分过滤效果更加准精准,更适用于TLS数据地面过滤。

基于TIN的LIDAR点云过滤算法

机载激光雷达是一种快速获取高精度三维地理数据的新技术,对其获取的不规则分布的三维点云数据过滤处理是目前的研究前沿,也是机载激光雷达应用的关键技术。本文在分析典型地物激光雷达点云空间分布基本规律的基础上,重点研究了典型地物表面及其边缘的点云空间分布特征及基于TIN结构的邻近点云高程突变规律,并设计了相应的点云过滤算法。论文还对算法的参数选择及相应的误差进行了探讨,并进行了LIDAR数据DEM提取实验。

改良点云过滤技术在汽车冲压件逆向中的应用

点云数据一般是由非接触式三坐标测量系统获取,得到的结果需要进行点云过滤。由于一般扫描的点云数据量比较大,单是过滤点云就要花费大量的时间。为此利用点云数据过滤原理,并结合逆向工程设计软件Im age ware与设计软件CATIA,改进了原来的过滤技术,缩短了逆向设计的时间,提高了工作的效率。

基于局部搜索—模拟退火法的点云数据过滤研究

针对采空区激光扫描数据过滤效果受参数取值影响的问题,在弦高比法作为异常点判断依据的基础上,提出基于局部搜索—模拟退火的点云数据进行过滤计算的优化方法。工程验证结果表明,该优化方法与传统弦高比法相比能更有效地去除异常点,降低过滤效果对初始阀值的依赖性,不需要任何参数的先验信息。对优化数据进行三维建模后保留了采空区的完整性,并对采空区形状等进行优化,实现了采空区三维建模的准确性,为采空区点云过滤提供了优化算法。

零件表面三维点云降维方法

针对零件表面离散点云处理难度大、计算量大、后续处理过程复杂等问题,提出一种零件表面三维离散点云数据降维方法。划分标准平面像素网格,使用KNN(K-NearestNeighbor)算法搜寻每个标准网格点邻域内最近邻K个散点,分别通过最小二乘平面拟合、反距离加权插值(IDW)以及局部线性拟合(LLE)三种方法在像素网格点上对散点进行数值插值和拟合计算,将三维点云降维形成二维像素图像。定义了一种误差表示方式,对三种插值、拟合方法的误差进行分析比较。结果表明:反距离加权插值(IDW)方法的精度最高,并且通过改变其参数,可以进一步提高拟合精度。

典型道路点云数据滤波算法的应用研究

由于三维激光扫描技术可快速获取道路表面及其周围地表的几何数据,其在道路的修整和扩建这一方面具有很大的优势,但因为点云数据具有数据量大、噪声多等特点,数据处理过程十分困难。对道路点云数据进行CSF布料模拟滤波、高斯滤波、统计滤波、坡度滤波,并结合滤波效果图,介绍了这四种被广泛使用的滤波算法的原理、公式以及实施步骤,分别评述它们在处理道路点云中的优势与劣势,使自动提取高精度纵横断面成为可能。

基于单点激光测距的扫描成像技术

为了提高科考人员探测未知环境时的安全系数,实现无接触测量,同时解决二维平面成像无法获取物体距离信息和尺寸信息的问题,设计并实现了一套基于单点脉冲激光测距仪的三维扫描成像系统。首先,利用方差过滤和高斯拟合提高单点激光测距的精度。其次,修正云台角度偏差后通过云台的转动有序扫描并获取物体表面的点云数据。最后,利用具有噪声的基于密度的聚类算法对获取的点云噪声进行滤波,得到轮廓分明、角度清晰、距离准确的三维点云图像。在室内对普通纸盒的成像实验结果表明,该系统测量距离、物体面积以及角度拟合的误差均小于5%;在室外对200 m内的大型建筑进行成像,结果表明,该系统能有效探测未知环境和感知障碍物。

三维激光扫描技术在国内矿山领域的应用

介绍了三维激光扫描技术在矿山采空区、矿山边坡、矿山爆破、矿山开采沉陷、矿山储量5个领域的应用现状,着重分析了实际应用中存在的问题,分析了点云数据获取高质量化、点云覆盖范围最大化、点云数据处理高精度化的发展趋势,指出三维激光扫描技术与新型测量技术和人工智能算法相结合,开发数据处理软件融入矿山数据管理平台是实现智慧矿山的重要保障。

隧道三维激光扫描测算一体化技术方案与实践

三维激光扫描技术已在隧道工程中得到广泛应用,但其内外业脱节、人工操作过多、实时性不足等问题日益凸显。文章结合工程实践,提出三维激光隧道扫描测算一体化技术方案,通过隧道设计模型录入、坐标里程解算、点云自动过滤、点云降采样与地物分离等,对点云进行特征值提取,得到兼顾规模、精度、效率的点云数据模型;通过点云与设计、点云与点云的对比解算,得到隧道工程质量安全相关成果。该技术方案在某铁路隧道工程中进行实践,可将内外业工作总时间缩短至20 min以内,自动化程度高,成果精度好,具有很好的推广价值。