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基于激光扫描的深度影像配准方法的研究

基于激光扫描的深度影像配准方法的研究

作者：陈楚武汉大学

学位级别：硕士

激光三维扫描技术能够快速、精确、无接触的完成复杂物体表面的重构。这一技术正以其的特有的优势被广泛的应用在CAD逆向工程、计算机视觉、模式识别、三维动画、网上购物和虚拟现实等领域。为重构三维物体的表面形状,须事先得到物体表... 详细信息

激光三维扫描技术能够快速、精确、无接触的完成复杂物体表面的重构。这一技术正以其的特有的优势被广泛的应用在CAD逆向工程、计算机视觉、模式识别、三维动画、网上购物和虚拟现实等领域。为重构三维物体的表面形状,须事先得到物体表面的深度图像数据。由于受到观察方向和物体本身形状的限制,不可能一次得到描述复杂物体的所有深度数据。要获得物体表面的完整造型,首先通过激光扫描获取不同方向物体表面的深度图像;然后匹配从不同视角得到的深度图像;最后在同一坐标系内合成深度图像并完成对合成结果的造型其中,深度图像匹配是三维数字图像造型技术中的关键,它直接影响到最后的合成结果和造型精度。本文着重研究了连续多幅激光扫描影像的配准问题。我们利用相邻影像之间的重叠部分通过的不同方法对相邻影像进行配准以获得它们之间的运动参数。本文首先介绍了有关三维激光扫描技术的发展过程,并简单介绍了运用激光扫描的深度影像进行建模的一般过程。然后重点分析各种理论和技术的优缺点,并通过各类算法的归纳总结和集中经典算法的实验比较理解深度图像配准的实质和关键问题,提出了一种基于ICP的能达到一定速度和精确度的改进配准算法。该算法在初始值的选择、控制点的选择、三维空间数据的重组织、最近点的查找和运动参数的解算与更新等方面都采用了针对性的措施。并在获得了相邻影像的运动参数之后,对它们进行了融合。试验结果表明本文在深度影像配准过程中对ICP算法的改进在计算时间和生成表面的质量上都可以满足三维模型重建的需要。

关键词：深度影像 ICP算法图像配准运动参数三维重构

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我的护士姐妹-退休老护士深度影像调查节选

叙事医学 2021年第5期4卷 376-380页

作者：刘冬兵大石桥市中心医院

我是一名退休护士,我想用最朴素的摄影语言来记录我的护士姐妹。2019年初,我开始思考征集护士老照片,走访拍摄退休的老护士。随着拍摄的深入,我开始关注她们的生活和身体变化,以及她们在人生进入下行线、繁花渐隐的状态下,回顾人生不同... 详细信息

我是一名退休护士,我想用最朴素的摄影语言来记录我的护士姐妹。2019年初,我开始思考征集护士老照片,走访拍摄退休的老护士。随着拍摄的深入,我开始关注她们的生活和身体变化,以及她们在人生进入下行线、繁花渐隐的状态下,回顾人生不同时期的感悟。2021年初我再次回访,每个人又都发生了不同程度的改变。她们也是普通人,也在慢慢经历生命中的各种变化,包括衰老、生病和死亡。护士,一个平凡得不能再平凡的职业。

关键词：深度影像下行线老护士老照片退休姐妹

点云影像图在历史保护建筑外立面测绘中的应用

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测绘标准化 2024年第1期40卷 134-139页

作者：王令文上海勘察设计研究院(集团)股份有限公司上海200093

针对传统方法在测绘不规则复杂历史保护建筑外立面方面存在数据采集不全面、精度低、自动化程度和效率不高等问题,本文利用三维激光扫描技术进行历史保护建筑外立面点云数据的精细采集,并提出一种基于点云灰度影像和深度影像的历史保护... 详细信息

针对传统方法在测绘不规则复杂历史保护建筑外立面方面存在数据采集不全面、精度低、自动化程度和效率不高等问题,本文利用三维激光扫描技术进行历史保护建筑外立面点云数据的精细采集,并提出一种基于点云灰度影像和深度影像的历史保护建筑外立面快速绘图方法。以上海市某一优秀历史建筑的外立面测绘为例,详细阐述三维激光扫描点云数据处理过程中的关键技术,并验证本文方法的可行性,为历史建筑的数字化存档和规划保护提供基础数据与技术参考。

关键词：建筑外立面三维激光扫描灰度影像深度影像立面成图

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基于Kinect的深度数据融合方法

计算机应用研究 2014年第1期31卷 285-288页

作者：呙维胡涛朱欣焰武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079

与传统三维激光扫描仪相比,Kinect作为一种新型深度相机,具有价格低廉、深度数据获取能力强、RGB影像与深度影像同步获取等优势,然而面对较大室内场景精细建模却存在数据量大、建模范围有限、对硬件环境依赖性强等问题。因此,在现有单... 详细信息

与传统三维激光扫描仪相比,Kinect作为一种新型深度相机,具有价格低廉、深度数据获取能力强、RGB影像与深度影像同步获取等优势,然而面对较大室内场景精细建模却存在数据量大、建模范围有限、对硬件环境依赖性强等问题。因此,在现有单一模型建模基础上,提出了基于Kinect深度影像的多模型数据融合方法,实现模型间的自动拼接。最后通过两组实验对提出的数据融合方法进行了验证,并取得了较好的模型拼接效果。

关键词： Kinect传感器深度影像体元数据数据融合模型拼接

在Matlab平台下基于形态学方法对LIDAR数据进行建筑物边缘提取

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测绘科学 2010年第1期35卷 172-173,92页

作者：王大莹程新文郑艳丽岳昊中国地质大学信息工程学院武汉430074 惠州市大亚湾经济技术开发区房地产测绘所广东惠州516081 武汉大学卫星导航定位技术研究中心武汉430079

为了对机载LIDAR数据进行更好的应用,本文对LIDAR数据进行建筑物边缘提取方法进行了研究。本文介绍了LIDAR系统,以及LIDAR数据处理流程。首先将机载LIDAR数据三位点数据生成深度影像,在Matlab的平台下运用形态学方法对深度影像进行建筑... 详细信息

为了对机载LIDAR数据进行更好的应用,本文对LIDAR数据进行建筑物边缘提取方法进行了研究。本文介绍了LIDAR系统,以及LIDAR数据处理流程。首先将机载LIDAR数据三位点数据生成深度影像,在Matlab的平台下运用形态学方法对深度影像进行建筑物边缘提取,并与Log算子、Candy算子这两种方法相比较,得出运用形态学方法对建筑物边缘提取有较好的效果。形态学方法得到的建筑物边缘断点少,边缘更连续,因此更有利于判读。

关键词：雷达深度影像边缘提取数学形态学

基于航空影像匹配点云构建城区DSM的方法研究

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遥感信息 2014年第6期29卷 31-35页

作者：张伟阁杨辽曹良中贾洋中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

严密的空中三角测量下,航空影像通过密集匹配方法构建精度较高的地表三维模型,对于城区建筑物区域,立体影像匹配出的点云在建筑物边缘表现出明显的不规则跳跃噪点,影响建筑物的三维模型精度。为了获取更高精度的建筑物数字表面模型(DSM)... 详细信息

严密的空中三角测量下,航空影像通过密集匹配方法构建精度较高的地表三维模型,对于城区建筑物区域,立体影像匹配出的点云在建筑物边缘表现出明显的不规则跳跃噪点,影响建筑物的三维模型精度。为了获取更高精度的建筑物数字表面模型(DSM),针对离散点云,采用不规则三角网渐进滤波方法,分割出点云地面点和非地面点;采用基于高程纹理的建筑物滤波算法提取建筑物点云,用最邻近点插值法对建筑物点云数据按测高值内插出规则深度影像,对深度影像采用Sobel算子提取建筑物角边信息,聚类规则化建筑物边缘,融合地面点、高大植被点和规则化的建筑物点云数据构建DSM。

关键词：航空影像点云 DSM 渐进滤波深度影像规则化

基于边缘检测算法的LiDAR数据建筑物提取

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测绘科学技术学报 2008年第2期25卷 98-100页

作者：崔建军隋立春徐花芝赵旦长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054

LiDAR技术可以快速获取地形表面高精度3维信息。基于LiDAR数据提取建筑物目标是这一技术的重要应用之一。探讨了一种基于LiDAR点云数据生成不同比例尺的DSM深度影像,然后利用边缘检测算子提取建筑物边缘的方法。实验证明,该方法不需要... 详细信息

LiDAR技术可以快速获取地形表面高精度3维信息。基于LiDAR数据提取建筑物目标是这一技术的重要应用之一。探讨了一种基于LiDAR点云数据生成不同比例尺的DSM深度影像,然后利用边缘检测算子提取建筑物边缘的方法。实验证明,该方法不需要其他辅助数据,可以从LiDAR点云数据中提取建筑物边缘,并滤除了许多干扰信息。这种方法为基于LiDAR数据提取建筑物目标提供了新的思路。

关键词： LiDAR 点云数据深度影像边缘提取图像分割

机载LiDAR点云数据滤波及建筑物提取技术研究

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机载LiDAR点云数据滤波及建筑物提取技术研究

作者：郭佳长安大学

学位级别：硕士

随着卫星导航定位、摄影测量和遥感技术的飞速发展，地理空间信息科学应用领域对获取准确实时可靠的数据要求越来越高。日益兴起的机载激光雷达（Light Detectionand Ranging，LiDAR）技术突破了摄影测量的基本框架，是激光测距、GPS空... 详细信息

随着卫星导航定位、摄影测量和遥感技术的飞速发展，地理空间信息科学应用领域对获取准确实时可靠的数据要求越来越高。日益兴起的机载激光雷达（Light Detectionand Ranging，LiDAR）技术突破了摄影测量的基本框架，是激光测距、GPS空间跟踪定位、INS姿态确定以及计算机等相融合的一种新兴空间对地观测技术，不受日照和天气等条件的限制，具有全天候、快速、精确等特点，为获取高时空分辨率的地球空间信息提供了极大的便利。机载LiDAR系统有其独到的技术优势，使传统单点定位数据获取变成连续自动数据获取，提高了观测的精度，能够直接获取高精度的飞行区域内地表的三维坐标，可以精确地描述地形的起伏、道路的边缘、植被的树冠和建筑物的复杂构造，在数字地球、智慧地球和数字城市建设等领域有广泛的应用前景。机载LiDAR数据处理中最为关键的步骤是点云数据的滤波和建筑物提取，原始点云数据是一堆杂乱无章的点，需要对点云进行相应处理，从离散的点云中准确地提取地面与地物信息，为实现道路管理、城市规划等提供更有效的信息，因此目前点云数据滤波处理及建筑物提取技术的理论与方法研究已成为国内外众多学者关注的课题。本文以LiDAR点云数据为基础，在无其他辅助数据的情况下，重点探讨了LiDAR点云数据不同格式间的转化、点云数据的三维显示，通过设置不同的插值内插生成DSM深度影像和DSM距离影像，对深度影像数据进行滤波处理，再实现DSM距离影像及滤波后深度影像的建筑物自动化提取，同时通过实验进行具体的验证与比较，从而得出结论。本文的主要工作和研究重点如下： 1.回顾了机载LiDAR系统与数据处理技术的发展研究现状，介绍了机载LiDAR系统的组成和工作原理，并同传统的航空摄影测量以及InSAR技术工作原理进行比较，同时对LiDAR点云数据的数据特点、误差及处理流程进行详细的分析。本文还对于现存的几种经典数据滤波算法进行原理分析以及对比归纳，简述了自适应滤波器，并进行总结。 2.以ENVI和ArcGIS为主要的操作平台，在ENVI加载用于处理LiDAR数据的插件，实现点云数据不同格式之间的转换，并通过三种不同的表达形式实现LiDAR点云数据的三维化显示。在ArcGIS中导入转换后的点云数据，以反射强度为插值内插生成DSM深度影像，以高程为插值内插生成DSM距离影像，实现对DSM深度影像的滤波处理，用四种不同的自适应滤波进行实验，对结果进行比较和分析。 3.设计一套自动化提取的处理流程，在matlab的平台支撑下，对滤波后的DSM深度影像数据进行二值化操作，并进行先腐蚀后膨胀的形态学开运算，实现部分建筑物的自动化提取，同时对以高程为插值生成的DSM距离影像直接进行二值化及先腐蚀后膨胀的形态学开运算，实现基于DSM距离影像的建筑物提取。最后对两种不同的实验结果和原始点云数据的俯视图进行对比分析，讨论存在的不足并得出结论。

关键词：机载激光雷达(LiDAR) 点云数据滤波自适应滤波数字表面模型(DSM) 深度影像距离影像形态学运算建筑物提取

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融媒体时代,摄影专题“图”显优势

新闻前哨 2021年第8期 59-60页

作者：杨顺丕恩施日报社

在融媒体时代,职业摄影记者的生存空间受到了极大挤压,新媒体和社交媒体的崛起,降低了普通人参与信息传播的门槛,出现"人人都是记者"的公民传播生态。这种新的传播方式,给职业摄影记者带来了巨大压力,如何找准自己的目标和位置?笔者窃以... 详细信息

在融媒体时代,职业摄影记者的生存空间受到了极大挤压,新媒体和社交媒体的崛起,降低了普通人参与信息传播的门槛,出现"人人都是记者"的公民传播生态。这种新的传播方式,给职业摄影记者带来了巨大压力,如何找准自己的目标和位置?笔者窃以为,职业摄影师应主攻摄影专题进行深度影像报道,才能"图"现摄影记者的优势。下面,笔者以自己的两个摄影专题为例。

关键词：融媒体时代传播生态社交媒体摄影记者信息传播深度影像生存空间摄影专题