基于PCA的ICP点云配准算法的改进研究 被引量：18

1

作者 李为民 刘超 《工业控制计算机》 2020年第6期11-13,共3页

针对传统ICP算法在迭代过程中容易向错误的方向收敛,陷入局部最优解的情况。提出一种基于PCA的ICP改进算法,首先利用主成分分析法计算两组点云数据的主轴方向,找到点云的初始刚度变化矩阵,通过误差分析对初始配准进行误差矫正,解决主轴... 针对传统ICP算法在迭代过程中容易向错误的方向收敛,陷入局部最优解的情况。提出一种基于PCA的ICP改进算法,首先利用主成分分析法计算两组点云数据的主轴方向,找到点云的初始刚度变化矩阵,通过误差分析对初始配准进行误差矫正,解决主轴反向的问题;再利用基于k-d树的K邻近计算方法搜索最近点,改进传统的ICP方法,完成点云的精确配准。实验表明,改进算法能够有效处理不同初始位置的点云数据,实现任意角度下两组点云的快速、稳定、精确配准。 展开更多

关键词 点云配准 主成分分析 ICP算法 主轴矫正 RT计算

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基于3D激光扫描的金属矿测量方法研究 被引量：11

2

作者 姚吉利 刘科利 +1 位作者 张磊 刘守忠 《金属矿山》 CAS 北大核心 2011年第7期114-117,共4页

激光扫描技术具有快速性,不接触性,实时、动态、主动性,高密度、高精度,数字化、自动化等特性,正好适用于露天矿的地面和地下测量。用露天矿的激光扫描数据,建立了露天采区三维高精度模型,为矿山设计、矿山生产及数据动态管理提供可靠信... 激光扫描技术具有快速性,不接触性,实时、动态、主动性,高密度、高精度,数字化、自动化等特性,正好适用于露天矿的地面和地下测量。用露天矿的激光扫描数据,建立了露天采区三维高精度模型,为矿山设计、矿山生产及数据动态管理提供可靠信息,另外把激光扫描技术用于地下巷道进行测量,迅速建立好巷道模型,直观地获取了各巷道之间的空间关系,为"数字矿山"提供全面、高精度数据。提出了提高坐标纠正精度的方法和月采矿量的测量原理。 展开更多

关键词 激光扫描技术 挖矿量 点云 坐标纠正 表面模型 巷道测量

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基于线激光扫描的飞机表面锪窝孔参数提取方法 被引量：10

3

作者 石循磊 杜坤鹏 +2 位作者 张继文 赵安安 杨力 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期148-154,共7页

飞机表面孔的加工和检测仍是飞机自动化装配领域的一大瓶颈,主要有工程量大,材料复杂多样,精度要求高以及表面多为大型自由曲面等原因。为了实现飞机表面锪窝孔的非接触式自动化检测,首先分析实际工程中锪孔检测的难点,结合装配时的根... 飞机表面孔的加工和检测仍是飞机自动化装配领域的一大瓶颈,主要有工程量大,材料复杂多样,精度要求高以及表面多为大型自由曲面等原因。为了实现飞机表面锪窝孔的非接触式自动化检测,首先分析实际工程中锪孔检测的难点,结合装配时的根本质量需求和接触式量规的测量原理,给出锪孔参数的评价标准;然后,借助窝深量规的测量原理,提出一种针对粗糙曲面工件的补偿模型及修正算法;最后,基于线激光三维扫描技术得到的点云数据及灰度图,综合运用点云库和计算机视觉等技术,提出一种飞机表面锪孔参数的高精度提取方法。通过多组试验,比较该方法测量结果与标准件及量规测量结果的差异,验证了该方法能够高效、准确地检测锪孔的相关参数。 展开更多

关键词 非接触式测量 点云重建 粗糙曲面修正 窝深 飞机表面孔检测

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融合PCA的改进ICP激光点云配准算法 被引量：7

4

作者 王太学 江智 +2 位作者 江德港 李柏林 郭彩玲 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2022年第2期70-76,共7页

针对迭代最近点(iterative nearest point,ICP)算法进行点云配准过程中需要输入较好的初值和收敛速度较慢的问题,提出了一种融合主成分分析(principal component analysis,PCA)的改进ICP配准算法。首先,基于PCA计算两组点云的主方向,得... 针对迭代最近点(iterative nearest point,ICP)算法进行点云配准过程中需要输入较好的初值和收敛速度较慢的问题,提出了一种融合主成分分析(principal component analysis,PCA)的改进ICP配准算法。首先,基于PCA计算两组点云的主方向,得到两组点云的初始位姿变换;然后,利用主轴基向量的关系校正主轴方向,完成两组点云的大致配准。针对具有部分重叠区域的点云,粗配准后利用KD-tree算法搜索最近点。根据点云重叠部分,提出一种利用有效点对进行ICP迭代求解算法,利用有效点对中欧式距离较大的点对,完成精配准。通过在公开数据集Bunny和实测数据支座点云上的实验表明,改进算法能够为ICP算法提供较好初值,加速具有局部重叠度的点云配准,同时对配准精度也有较高的鲁棒性。 展开更多

关键词 点云配准 主成分分析 主轴校正 ICP 重叠点云 有效点对

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基于法矢修正的点云数据去噪平滑算法 被引量：9

5

作者 薛萍 姚娟 +1 位作者 邹学洲 王宏民 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 北大核心 2018年第5期86-91,共6页

逆向工程数据采集点云数据的离群点和噪声点的存在,直接影响数据的多视图拼合,特征提取,数据精简以及曲面重构的质量。在对双边滤波和三边滤波算法的研究的基础上,提出了一种基于法矢修正的点云数据去噪平滑的算法。对于噪声点通过加权... 逆向工程数据采集点云数据的离群点和噪声点的存在,直接影响数据的多视图拼合,特征提取,数据精简以及曲面重构的质量。在对双边滤波和三边滤波算法的研究的基础上,提出了一种基于法矢修正的点云数据去噪平滑的算法。对于噪声点通过加权协方差矩阵估算点云邻域内几何特征,将具有相似几何特征的点限制在法向量相似的区域,在相似邻域内的采样点法矢和位置分别进行保特征的三边滤波。改进后的算法能够有效地滤出点云数据中的离群点和噪声点,同时保证了点云数据的尖锐及边缘特征,取得良好的去噪效果。 展开更多

关键词 点云数据 去噪平滑 加权协方差矩阵 三边滤波 法矢修正

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车载移动三维激光扫描技术高程精度研究 被引量：8

6

作者 张麟 《科技创新与应用》 2019年第8期144-145,共2页

随着时代发展,扫描技术的不断前进,车载移动三维激光扫描技术也出现在人们的视野之中。文章将使用实例数据,通过与传统方式的对比研究,对车载移动三维激光扫描技术的高程精度进行研究,探索其在智慧城市建设中使用的可行性。

关键词 车载移动三维激光扫描技术 三维控制点 点云纠正

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车载三维激光扫描技术在道路竣工测量中的应用 被引量：7

7

作者 熊剑飞 王扉 +1 位作者 林宇辉 卢其栋 《河南科技》 2022年第1期29-32,共4页

介绍了车载三维激光扫描技术在道路工程竣工测量中的内外业处理流程,提出了采用标靶点校正的方法以提高车载扫描成果精度,通过生产实例对该技术进行验证和应用。试验结果表明,利用标靶点校正的车载扫描成果能满足道路竣工测量的精度要求... 介绍了车载三维激光扫描技术在道路工程竣工测量中的内外业处理流程,提出了采用标靶点校正的方法以提高车载扫描成果精度,通过生产实例对该技术进行验证和应用。试验结果表明,利用标靶点校正的车载扫描成果能满足道路竣工测量的精度要求,同时表明该作业方法大大提高外业作业生产效率。 展开更多

关键词 车载三维激光扫描 竣工测量 标靶点 点云校正

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地面三维激光扫描多站点云数据配准新方法 被引量：8

8

作者 官云兰 贾凤海 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期880-886,共7页

针对点云数据两两配准中存在误差传递与累积的缺点,提出一种新的多视点云数据配准方法.该方法首先构建一个统一扫描网坐标系,即选取某一扫描坐标系作为统一的扫描网坐标系,利用两两配准计算出相邻两个点云数据间的变换参数,并计算出各... 针对点云数据两两配准中存在误差传递与累积的缺点,提出一种新的多视点云数据配准方法.该方法首先构建一个统一扫描网坐标系,即选取某一扫描坐标系作为统一的扫描网坐标系,利用两两配准计算出相邻两个点云数据间的变换参数,并计算出各站点云数据在统一扫描网坐标系下的坐标;结合相邻测站间的公共点,以首站点在统一扫描坐标系下的坐标经非线性变形改正后应与首站实际扫描坐标相等、相邻扫描站公共点经非线性变形改正后坐标应相等为条件,借助非线性变形改正模型计算出各个点云的非线性变形参数,从而实现对每站扫描点云数据进行改正,以降低误差传递带来的累积效应.实验表明,此方法能提高点云数据配准精度. 展开更多

关键词 点云数据 两两配准 多视点云配准 误差累积 非线性变形改正

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GNSS失锁状态下车载移动测量点云数据处理方法研究

9

作者 何小飞 《科技通报》 2024年第4期48-53,共6页

车载移动测量系统的位置姿态信息主要依靠GNSS+IMU来提供,当进行隧道数据采集时,由于GNSS(global navigation satellite system)信号失锁,解算后的POS轨迹线会扭曲错位,导致激光点云严重变形,测量精度急剧下降。针对这种情况,本文提出... 车载移动测量系统的位置姿态信息主要依靠GNSS+IMU来提供,当进行隧道数据采集时,由于GNSS(global navigation satellite system)信号失锁,解算后的POS轨迹线会扭曲错位,导致激光点云严重变形,测量精度急剧下降。针对这种情况,本文提出了一种联合航位推算和控制点纠正的点云数据处理方法。首先进行常规POS轨迹线解算,得到初始POS数据,然后利用航位推算对GNSS失锁段POS轨迹线作平滑处理,最后利用靶标控制点对平滑后POS位置和姿态进行纠正、融合扫描数据得到最终点云成果。某运营铁路隧道段试验表明,航位推算能够消除无GNSS解算造成的POS轨迹线错位问题,靶标控制点纠正可将隧道点云绝对精度提升至毫米级,满足既有铁路测量精度要求。 展开更多

关键词 车载移动测量 GNSS失锁 点云处理 控制点纠正

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基于二维图像基准的动态线扫描点云校正方法

10

作者 马璐瑶 邾继贵 +3 位作者 杨凌辉 刘皓月 樊一源 杨朔 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期175-187,共13页

提出一种基于二维图像基准的动态线扫描点云校正方法,采用基于重投影图像全局变换和基于重投影图像光流分析的两步式校正手段,实现点云轮廓与二维图像基准在复杂扰动下精准、可靠的关联,优化每条点云轮廓的位姿,并结合图像和点云信息设... 提出一种基于二维图像基准的动态线扫描点云校正方法,采用基于重投影图像全局变换和基于重投影图像光流分析的两步式校正手段,实现点云轮廓与二维图像基准在复杂扰动下精准、可靠的关联,优化每条点云轮廓的位姿,并结合图像和点云信息设计基于低噪声基准的校正补偿方法,实现6自由度全面校正。这为运动状态下基于点云的细节分析检测提供了有效的技术支持。 展开更多

关键词 测量 视觉测量 点云 线扫描 校正 扰动

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室内视角下减弱点云空洞影响的三维可视性分析方法

11

作者 陈茂霖 朱飞宇 +1 位作者 安奥博 潘建平 《地球信息科学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期2052-2063,共12页

可视性是指在一定环境条件下,观察者从特定位置所能看到的空间范围。针对现有基于点云数据的可视性分析方法主要聚焦于室外视角,同时未充分考虑点云空洞的问题,提出一种减弱点云空洞影响的室内视角可视性分析方法。首先,将预处理得到的... 可视性是指在一定环境条件下,观察者从特定位置所能看到的空间范围。针对现有基于点云数据的可视性分析方法主要聚焦于室外视角,同时未充分考虑点云空洞的问题,提出一种减弱点云空洞影响的室内视角可视性分析方法。首先,将预处理得到的窗户中心点看作视点,以视点为中心,理论视距为半径,构建半球形视域空间。然后将视域空间内的点投影至深度图像形成视域图像,其像素深度值即为可视视距。通过分析视域空间的可视范围,模拟室内通过窗户观测到的外部场景。在这个过程中,点云空洞会造成视距错误,利用空间属性对视域空间分类,并根据不同类别视域空间的地物连续性和遮挡关系提出视距校正方法,以减弱点云空洞对可视空间体积的影响。最后,利用视点处的可视空间体积指数进行可视性分析,并与现有基于体素、基于表面的可视性分析方法以及人工评价进行比较。结果表明,本方法与人工评价的结果具有更好的一致性,能够更有效地分析建筑内部的可视性,为城市规划、景观设计等相关领域提供了一种全面可靠的可视性分析策略。 展开更多

关键词 点云空洞 室内视角 视域空间 视域图像 视距校正 可视性分析

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SZT-R1000车载激光雷达测量系统在道路工程测量中的应用

12

作者 王春来 王小丽 +1 位作者 王斐 黄悦东 《经纬天地》 2024年第1期67-70,75,共5页

本文针对道路工程测量的难点问题,采用SZT-R1000车载激光雷达测量系统,进行道路数据采集。对该方法应用于道路工程测量中的关键问题进行了探讨,同时提出了基于距离将误差值反向加权平差的方法对点云数据进行精度优化。经对比分析:该方... 本文针对道路工程测量的难点问题,采用SZT-R1000车载激光雷达测量系统,进行道路数据采集。对该方法应用于道路工程测量中的关键问题进行了探讨,同时提出了基于距离将误差值反向加权平差的方法对点云数据进行精度优化。经对比分析:该方案不仅数据采集效率高,而且数据精度可靠。经精度优化后的点云数据平面精度可以达到5 cm以内,高程精度可以达到3 cm以内,在道路工程项目中有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 车载激光雷达 标靶布设 点云纠正

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基于CoRefine的公路车载三维激光雷达点云预处理

13

作者 倪愿 易菊平 +1 位作者 叶朋飞 易守东 《测绘与空间地理信息》 2024年第1期216-218,共3页

公路车载三维激光雷达点云在预处理过程中通常需要处理分层和位置不准确等难题。CoRefine软件刺点方式灵活,预处理步骤简单,可根据公路特点分别进行相对和绝对位置的校正,并通过验证高程差值,得出校正后数据的偏差集中在误差较小处,最... 公路车载三维激光雷达点云在预处理过程中通常需要处理分层和位置不准确等难题。CoRefine软件刺点方式灵活,预处理步骤简单,可根据公路特点分别进行相对和绝对位置的校正,并通过验证高程差值,得出校正后数据的偏差集中在误差较小处,最终获取得到精度较高的道路点云数据。 展开更多

关键词 CoRefine 公路 点云 校正

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改进Mask RCNN的盾构隧道渗漏水检测方法

14

作者 王健 郑理科 +1 位作者 吴斌杰 齐智宇 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第2期170-177,共8页

渗漏水是盾构隧道结构存在潜在损伤或缺陷的重要表征,快速、准确检测出渗漏水位置,对隧道安全运营和维护具有重要意义。现有的方法大多采用光学影像对隧道渗漏水进行检测,受隧道内空间和光线条件限制,难以获得高质量病害图片。因此,本... 渗漏水是盾构隧道结构存在潜在损伤或缺陷的重要表征,快速、准确检测出渗漏水位置,对隧道安全运营和维护具有重要意义。现有的方法大多采用光学影像对隧道渗漏水进行检测,受隧道内空间和光线条件限制,难以获得高质量病害图片。因此,本文提出了一种基于激光点云数据与改进Mask RCNN相结合的渗漏水检测方法。首先对激光点云反射强度进行修正;然后生成灰度图像并建立渗漏水病害数据集;最后在Mask RCNN算法中引入空洞卷积和变形卷积,实现了隧道渗漏水病害的快速检测。利用某地铁采集的数据进行验证,结果表明,本文提出的改进Mask RCNN算法相较于原始算法和FCN算法检测精度均有明显提升,在盾构隧道渗漏水识别方面性能表现较好。 展开更多

关键词 盾构隧道 点云 反射强度修正 Mask RCNN 渗漏水检测

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车载激光点云纠正技术研究 被引量：3

15

作者 杨飞飞 《测绘与空间地理信息》 2022年第2期103-106,共4页

随着智慧城市建设发展需求的不断扩大,移动扫描技术在项目应用中的频率不断提升,车载三维激光扫描技术以其高效率、高精度的特点已在项目实践中占有一席之地。但车载三维激光扫描技术受限于卫星信号等情况影响,点云数据为确保达到高精度... 随着智慧城市建设发展需求的不断扩大,移动扫描技术在项目应用中的频率不断提升,车载三维激光扫描技术以其高效率、高精度的特点已在项目实践中占有一席之地。但车载三维激光扫描技术受限于卫星信号等情况影响,点云数据为确保达到高精度,通常需进行远超车载扫描本身工作量的点云精度改善工作,即点云纠正,本文使用多个实例数据,通过对不同纠正策略的对比,对车载激光扫描技术的纠正点布设数量和位置进行研究,摸索最优的纠正点布设方法,以期能减少纠正点布设工作,并提出了以轨迹质量为依据的点云纠正策略,提高大批量获取高精度道路点云数据的效率。 展开更多

关键词 车载激光扫描技术 点云纠正 纠正点布设 轨迹质量 虚拟纠正点

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BIM校正累计误差的激光里程计求解方法 被引量：4

16

作者 刘今越 陈小伟 +1 位作者 贾晓辉 李铁军 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期93-102,共10页

建筑机器人室内作业过程中,如何实现里程计精确求解对后续的定位建图及精准作业有着至关重要的影响。针对传统同步定位与地图构建(SLAM)方法由于回环检测导致的准确性问题,提出了一种以建筑信息模型(BIM)数据校正激光里程计累计误差实... 建筑机器人室内作业过程中,如何实现里程计精确求解对后续的定位建图及精准作业有着至关重要的影响。针对传统同步定位与地图构建(SLAM)方法由于回环检测导致的准确性问题,提出了一种以建筑信息模型(BIM)数据校正激光里程计累计误差实现精准定位的方法。首先求解机器人初始时刻在BIM中的全局初始定位,其次提取三维点云关键点并转换其为二维点云,然后以轮式里程计数据为预测值求解帧间运动,最后结合BIM数据消除累计误差得到高精度里程计定位。实验表明:本方法在机器人初始定位、激光点云处理和消除累计误差的运动求解上具有良好的稳定性和准确性,初始定位误差小于2 mm,里程计偏移量误差控制在0.09%内,为建筑机器人精确建图提供了有力保障。 展开更多

关键词 建筑信息模型 机器人初始定位 点云处理 激光里程计 累计误差校正

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结合全景影像的车载点云空洞修复方法研究

17

作者 芮明 姚卫华 +1 位作者 马兵权 刘东海 《现代测绘》 2023年第2期1-5,共5页

针对单一利用点云数据修复空洞而缺乏真实性的问题,提出了一种结合全景影像的车载点云空洞修复方法。该方法首先探讨了基于全景球共线方程的车载点云与全景影像精配准,然后构建了三角格网提取点云空洞范围,针对全景影像变形问题,采用了... 针对单一利用点云数据修复空洞而缺乏真实性的问题,提出了一种结合全景影像的车载点云空洞修复方法。该方法首先探讨了基于全景球共线方程的车载点云与全景影像精配准,然后构建了三角格网提取点云空洞范围,针对全景影像变形问题,采用了球面透视模型进行纠正,最后研究了基于SIFT算法的区域种子点密集增长算法,利用前方交会法生成填补点云。实验表明,该方法生成的填补点云具有真实性和完整性,将填补点云与原始点云融合,实现了车载点云空洞修复。 展开更多

关键词 车载点云 全景影像 点云配准 变形纠正 空洞填补

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基于视觉修正的激光雷达体积测量方法

18

作者 郭隆强 何赟泽 +2 位作者 杜旭 郭昱良 付玉轩 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期48-59,共12页

针对激光雷达点云数据稀疏、扰动、存在噪声和其他方法难以迁移,实时性差等难题,面向“L”型小尺寸目标研究了一种基于视觉修正的激光雷达体积测量方法。该方法首先通过联合标定和时间戳最近邻匹配实现相机与激光雷达数据的对齐;然后经... 针对激光雷达点云数据稀疏、扰动、存在噪声和其他方法难以迁移,实时性差等难题,面向“L”型小尺寸目标研究了一种基于视觉修正的激光雷达体积测量方法。该方法首先通过联合标定和时间戳最近邻匹配实现相机与激光雷达数据的对齐;然后经过目标检测算法获取图像中目标的信息,与此同时对点云数据执行地面分割得到地面点云与非地面点云,利用视觉投影和点云聚类实现目标点云的分割,使用KDtree找到目标点云附近的地面点云;最后,设计了一种三维框的拟合算法初步完成点云目标三维框的粗拟合,并建立视觉修正模型对于目标三维框进行细修正,从而实现目标体积的计算。实验结果表明,对于武器箱道具、医疗箱和油桶等“L”型物体,提出的算法在一定范围内,体积测量的平均相对误差小于4.44%、最大误差小于6.12%、最大重复性小于5.61%,并且基于视觉的修正模型大幅提高了算法的精度和稳定性,在嵌入式平台的处理1帧用时55 ms,能够实现实时高精度的体积测量,具有良好的工程应用前景。 展开更多

关键词 体积测量 点云聚类 目标检测 视觉修正

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单线激光雷达扫描的矿车装载量核算方法 被引量：4

19

作者 逯行政 许志华 +1 位作者 徐二帅 毛亚纯 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2021年第7期12-16,共5页

面向露天矿山生产对于矿车装载量核算的需求,本文提出了一种利用单线激光雷达扫描的矿车装载量自动核算方法。该方法首先采用固定式单线激光雷达对目标车辆进行俯视扫描,基于车辆形态特征分割出载荷物顶部点云;然后经时态校正,并与预先... 面向露天矿山生产对于矿车装载量核算的需求,本文提出了一种利用单线激光雷达扫描的矿车装载量自动核算方法。该方法首先采用固定式单线激光雷达对目标车辆进行俯视扫描,基于车辆形态特征分割出载荷物顶部点云;然后经时态校正,并与预先构建的车辆信息数据库进行匹配,重建出载荷物的三维表面模型;最后通过对载荷物表面模型的切片积分实现方量核算。以齐大山铁矿运输为例,对多台矿车装载量进行核算测试。结果表明,本文方法可在车辆正常行驶的情况下实时获取载荷物的表面三维点云,平均建模误差为2.54 cm,装载方量核算误差为1.17%。 展开更多

关键词 矿山工程 装载量核算 激光扫描 点云处理 时态校正

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基于激光点云的三维测量系统设计 被引量：4

20

作者 张婧婧 白晓 《现代电子技术》 北大核心 2020年第14期48-51,共4页

基于Matlab图像处理平台,以设计激光点云的三维测量系统为目标,展开激光束坐标获取、点云数据配准、测量距离校正等相关内容研究。通过激光测距原理,解析摄像头成像与物体表面信息之间的几何关系;采用Arduino微处理器完成扫描装置的舵... 基于Matlab图像处理平台,以设计激光点云的三维测量系统为目标,展开激光束坐标获取、点云数据配准、测量距离校正等相关内容研究。通过激光测距原理,解析摄像头成像与物体表面信息之间的几何关系;采用Arduino微处理器完成扫描装置的舵机控制;运用Matlab提供的校正工具对相机定标,减小相机边缘畸变;利用灰度矩阵中的亮度最高的像素点,获取激光束的坐标;使用极坐标配准方法,实现不同视场中三维点云数据的配准;根据多组距离值的测算,得到系统测距的校正参数。最终完成了激光扫描、点云配准、三维数据成像的测量系统设计,为低成本、高速度的激光扫描装置研究提供典型范例。 展开更多

关键词 三维测量 激光扫描 系统设计 点云配准 相机定标 参数校正

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