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智能驾驶车载激光雷达关键技术与应用算法 被引量:38
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作者 陈晓冬 张佳琛 +3 位作者 庞伟凇 艾大航 汪毅 蔡怀宇 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期28-40,共13页
随着全球智能驾驶进入产业化与商业化的准备期,车载激光雷达凭借其优异性能已成为不可或缺的环境感知传感器并在硬件技术和应用算法上得到迅猛发展。文章以激光雷达扫描方式及相关技术为切入点对智能驾驶车载激光雷达硬件关键技术进行... 随着全球智能驾驶进入产业化与商业化的准备期,车载激光雷达凭借其优异性能已成为不可或缺的环境感知传感器并在硬件技术和应用算法上得到迅猛发展。文章以激光雷达扫描方式及相关技术为切入点对智能驾驶车载激光雷达硬件关键技术进行了介绍,分别讨论了机械式、混合式和全固态车载激光雷达的原理、特点及现状;以智能驾驶应用任务为导向,对点云分割、目标跟踪与识别、即时定位与地图重建这三类车载激光雷达应用算法进行了归纳总结。分析可见,车载激光雷达为降低成本、提升性能、满足智能驾驶需求将进一步走向固态化、智能化和网络化;应用算法研究的追求目标则是实时、高效和可靠。 展开更多
关键词 智能驾驶 车载激光雷达 扫描方式 雷达点云应用算法
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建筑轮廓的车载和航空LiDAR数据配准 被引量:14
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作者 童礼华 程亮 +2 位作者 李满春 陈焱明 马磊 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期699-706,714,共9页
点云配准是集成车载和航空LiDAR数据进行三维建筑模型构建的重要环节。以建筑轮廓为配准基元,提出一套完整的车载和航空LiDAR数据配准流程,包括点云数据中建筑轮廓的提取、基于建筑轮廓的点云配准两个步骤。首先提出一种极大值累积量的... 点云配准是集成车载和航空LiDAR数据进行三维建筑模型构建的重要环节。以建筑轮廓为配准基元,提出一套完整的车载和航空LiDAR数据配准流程,包括点云数据中建筑轮廓的提取、基于建筑轮廓的点云配准两个步骤。首先提出一种极大值累积量的方法,以实现车载LiDAR点云中建筑轮廓的提取;在利用建筑轮廓进行初始配准的基础上,采用配准关系修正的方法以精确配准点云。试验证明,极大值累积量方法能够有效地从车载LiDAR点云中提取建筑轮廓,此配准方法能够实现车载和航空LiDAR数据的高精度配准。 展开更多
关键词 建筑轮廓 车载lidar 航空lidar 点云配准
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车载激光雷达的主要技术分支及发展趋势 被引量:11
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作者 余莹洁 《科研信息化技术与应用》 2018年第6期16-24,共9页
车载激光雷达系统被喻为自动驾驶车辆的"眼睛",是实现自动驾驶车辆环境感知的关键传感器。本文对近年来车载激光雷达的主要技术分支进行了梳理,并对各技术分支下具有代表性的专利申请技术方案进行介绍,最后对车载激光雷达技... 车载激光雷达系统被喻为自动驾驶车辆的"眼睛",是实现自动驾驶车辆环境感知的关键传感器。本文对近年来车载激光雷达的主要技术分支进行了梳理,并对各技术分支下具有代表性的专利申请技术方案进行介绍,最后对车载激光雷达技术的发展趋势进行了总结。 展开更多
关键词 车载激光雷达 技术分支 专利
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车载三波束多普勒激光雷达波束配置研究 被引量:10
4
作者 范哲 张春熹 +1 位作者 欧攀 韩凤山 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期309-314,共6页
多普勒激光雷达因测速精度高、无测速误差积累等特点而成为现代组合导航中的重要设备。为了提高车载三波束多普勒激光雷达的系统探测性能,采用Oren-Nayar模型仿真分析了波束照射角度与回波功率之间的变化关系,并研究了系统信噪比和测速... 多普勒激光雷达因测速精度高、无测速误差积累等特点而成为现代组合导航中的重要设备。为了提高车载三波束多普勒激光雷达的系统探测性能,采用Oren-Nayar模型仿真分析了波束照射角度与回波功率之间的变化关系,并研究了系统信噪比和测速灵敏度随波束照射角度的变化关系,综合考虑了波束照射角度对三者的影响,给出水平偏转角和天顶角余角的选择范围。通过实验对比天顶角余角为53°和24°时的测试结果,验证了分析得到的角度选取范围的合理性。 展开更多
关键词 激光光学 车载激光雷达 导航 三波束 波束照射角度
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一种基于点云匹配的激光雷达/IMU联合标定方法 被引量:9
5
作者 吴昱晗 王蕴宝 +2 位作者 薛庆全 郄晓斌 李志强 《电子技术应用》 2019年第12期78-82,共5页
针对车载激光雷达和惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)的坐标系标定问题,设计了一种使用角反射器作标志物的标定方法。首先通过区域分割、地面滤除和标志点提取的预处理方法来提取标志点;然后借鉴3D点云匹配的方法,将坐标系... 针对车载激光雷达和惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)的坐标系标定问题,设计了一种使用角反射器作标志物的标定方法。首先通过区域分割、地面滤除和标志点提取的预处理方法来提取标志点;然后借鉴3D点云匹配的方法,将坐标系联合标定转化为点云匹配问题,使用迭代最近邻点(Iterative Closest Point,ICP)算法求得两坐标系的坐标转换矩阵。最后,将标定结果与基于最小二乘法的标定结果进行对比,结果表明使用3D点云匹配的标定方法是可行的。 展开更多
关键词 坐标系参数标定 3D点云匹配 车载激光雷达
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基于高精度DEM的城市道路积水淹没计算方法研究 被引量:8
6
作者 张成才 黄河 +1 位作者 朱祖乐 王金鑫 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2017年第12期1-6,共6页
针对河南省郑州市城区道路微尺度场景的暴雨内涝积水计算问题,以车载LiDAR技术建立的积水路段高精度格网DEM为基础,按照有源淹没方式,采用种子蔓延法计算积水淹没范围;通过构建郑州市暴雨洪水模型获取暴雨时积水点溢流水量,运用二分法... 针对河南省郑州市城区道路微尺度场景的暴雨内涝积水计算问题,以车载LiDAR技术建立的积水路段高精度格网DEM为基础,按照有源淹没方式,采用种子蔓延法计算积水淹没范围;通过构建郑州市暴雨洪水模型获取暴雨时积水点溢流水量,运用二分法实现淹没水位与溢流水量间的快速逼近求解。以郑州市某积水路段进行实例应用,对比分析计算结果与电子水尺实测水深数据可知,Nash-Sutcliff确定性系数为0.94,RMSE为0.05,相对误差为10.3%,表明淹没计算结果具有较高精度,模拟淹没过程符合该积水区实际淹没过程,研究方法适用于城市街道区域的暴雨积水淹没范围和水深计算。 展开更多
关键词 城市内涝 淹没分析 车载lidar 雨洪模型 DEM 城市防洪 海绵城市建设
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顾及分层动态区域增长的车载LiDAR点云行道树提取方法
7
作者 关宇忻 王竞雪 许峥辉 《地球信息科学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期1975-1990,共16页
行道树的准确提取对生态园林城市建设及城市智慧化发展具有重要意义。但车载LiDAR点云数据中经常出现行道树与近邻地物相互遮掩、连接的情况,从而导致无法准确进行行道树提取。针对这一问题,本文提出一种分层动态区域增长行道树提取方... 行道树的准确提取对生态园林城市建设及城市智慧化发展具有重要意义。但车载LiDAR点云数据中经常出现行道树与近邻地物相互遮掩、连接的情况,从而导致无法准确进行行道树提取。针对这一问题,本文提出一种分层动态区域增长行道树提取方法。首先,通过点云栅格化滤除地面点并根据地物投影特征进行行道树初步提取。然后,根据地物分布特征对点云数据进行等高度分层处理,构建层次化点云空间,进一步获取行道树与干扰地物信息。接着,在层次化点云空间内部进行动态区域增长,获取同一层和相邻层之间的点云属性信息,生成点云聚类簇以区分行道树与干扰地物。最后,根据干扰地物的几何特征和行道树杆状特征,滤除干扰地物实现准确的行道树提取。本文选用激光雷达大会提供的竞赛数据及Open DataLab官网提供的里尔、巴黎两地区街道点云数据进行实验。实验结果表明,本文方法行道树提取的正确率与完整率分别在98.69与97.73之上。本文方法能够在行道树与近邻地物相互遮掩、连接的情况下实现准确完整的行道树提取。同时,本文分层动态区域增长行道树提取方法的数据适用性更强,并且可以在行道树独立性不强的情况下有效提取行道树。 展开更多
关键词 车载lidar 行道树提取 点云栅格化 层次化点云空间 动态区域增长 点云属性信息 点云聚类簇
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基于车载LiDAR的交通标线自动提取方法研究
8
作者 王井利 唐朝 《测绘与空间地理信息》 2024年第4期196-199,共4页
针对自动驾驶技术对高精度道路信息实时存储分析的需求日渐增大、道路点云数据冗余离散的问题,本文提出了一种从车载LiDAR点云数据中自动提取道路面、分类并矢量化交通标线的有效方法。首先,将点云数据中的非地面点滤除;其次,基于载体... 针对自动驾驶技术对高精度道路信息实时存储分析的需求日渐增大、道路点云数据冗余离散的问题,本文提出了一种从车载LiDAR点云数据中自动提取道路面、分类并矢量化交通标线的有效方法。首先,将点云数据中的非地面点滤除;其次,基于载体车辆的行车轨迹线生成伪扫描线实现道路面的提取;然后,构建一系列二维点云参考影像,利用点云强度等特征信息检测交通标线边界像素点及坐标,并去除离群值对交通标线进行分类细化;最后,对本文方法提取与传统方法提取的交通要素进行对比,实验结果表明,本文提取方法的准确度及效率都有了一定的提升。 展开更多
关键词 车载lidar 道路面 交通标线 点云特征
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多平台LiDAR测量技术在公路改扩建勘测中的应用
9
作者 岳祥楠 朱盼 杨淑芬 《科学技术创新》 2023年第4期186-189,共4页
多平台LiDAR测量技术,实现了无人机LiDAR和车载LiDAR测量技术间的优势互补,可有效解决车载LiDAR在路面范围以外的测量盲区和无人机LiDAR难以满足改扩建既有公路路面测量精度要求的双重问题。广州北二环高速改扩建工程应用表明,通过两种... 多平台LiDAR测量技术,实现了无人机LiDAR和车载LiDAR测量技术间的优势互补,可有效解决车载LiDAR在路面范围以外的测量盲区和无人机LiDAR难以满足改扩建既有公路路面测量精度要求的双重问题。广州北二环高速改扩建工程应用表明,通过两种点云数据的集成和融合,实现了在不中断现有交通的情况下公路改扩建工程高精度基础数据的精确完整获取,达到了公路改扩建勘测的精度要求。 展开更多
关键词 不中断交通 车载lidar 无人机lidar 数据融合
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车载激光雷达技术及其与车灯集成分析
10
作者 王向永 尹玲秀 施俊鹏 《中国照明电器》 2024年第7期43-48,共6页
随着汽车自动驾驶技术的发展,为了达到更高的安全冗余,车辆对环境感知提出了高精度的要求。激光雷达作为新型车载高精度三维感知传感器,是实现高阶自动驾驶的关键传感器。车载激光雷达采用飞行时间法来实现对目标的位置、反射率等信息... 随着汽车自动驾驶技术的发展,为了达到更高的安全冗余,车辆对环境感知提出了高精度的要求。激光雷达作为新型车载高精度三维感知传感器,是实现高阶自动驾驶的关键传感器。车载激光雷达采用飞行时间法来实现对目标的位置、反射率等信息的感知,经过近几年的技术迭代,已经实现了量产装车。相对于毫米波雷达、摄像头和超声波雷达,激光雷达功耗和体积都较大,目前的安装位置通常选择在车顶,这种安装位置会对整车的外观造型和风阻带来影响,将激光雷达集成于车灯之中,成了解决激光雷达安装位置的一种技术方案。本文从当前激光雷达和车灯技术发展趋势出发,对车载激光雷达及其车灯集成进行技术分析,探索车灯集成激光雷达的可行性。 展开更多
关键词 车载激光雷达 三维感知 自动驾驶 车灯集成
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基于车载LiDAR点云的地物分类方法的研究 被引量:5
11
作者 邵帅 刘春晓 +1 位作者 周光耀 井文胜 《测绘与空间地理信息》 2017年第2期198-201,共4页
基于点云分类常用的近邻聚类法和物体表面分割等方法,本文提出了一种基于最大网格密度的近邻聚类的方法。该方法首先对原始点云进行低点提取,设置格网的大小,在此基础上对点云数据进行去噪并进行主成分分析,再对点云空间进行均匀格网化... 基于点云分类常用的近邻聚类法和物体表面分割等方法,本文提出了一种基于最大网格密度的近邻聚类的方法。该方法首先对原始点云进行低点提取,设置格网的大小,在此基础上对点云数据进行去噪并进行主成分分析,再对点云空间进行均匀格网化,使具有最大密度的格网为聚类中心,加入高程、强度以及法向量等特征对分割后的点云实现了不同地物的分类,提高了运算效率,降低了错分率。 展开更多
关键词 车载lidar 聚类 主成分 强度 分类
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基于车载LiDAR的特征融合差分的车前道路提取方法
12
作者 何光明 韩士元 +2 位作者 陈月辉 周劲 杨君 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2023年第12期13-18,共6页
为应对行驶中变化的道路环境,划分当前车前道路的可行驶区域,本文提出一种基于多特征融合差分的车前道路检测方法。该算法通过形态学滤波法对原始点云进行地面点云提取,统计归纳地面点云数据,进而界定运算域,在运算域内划分不同纵深的... 为应对行驶中变化的道路环境,划分当前车前道路的可行驶区域,本文提出一种基于多特征融合差分的车前道路检测方法。该算法通过形态学滤波法对原始点云进行地面点云提取,统计归纳地面点云数据,进而界定运算域,在运算域内划分不同纵深的差分元尺寸和起点,在差分元内进行特征参数的融合,形成特征矩阵,求解差分矩阵后再进行阈值滤波,进而实现车前道路点云的提取。本文首先与相关道路点云的提取算法进行对比,表明其性能优良;然后针对所采数据不同纵深的道路提取效果进行对比,证明该算法的有效性。 展开更多
关键词 车载lidar 点云 车前道路提取 特征融合 差分
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基于车载雷达技术的城市部件普查研究 被引量:5
13
作者 李真 吕志慧 张浩 《地理空间信息》 2021年第9期34-37,I0001,共5页
针对传统的城市部件普查工作效率低、定位困难、缺乏安全性等弊端,提出了一种新的普查方式。利用车载雷达技术进行城市部件普查,即利用车载雷达对部件信息进行快速扫描,再通过采集的点云信息对部件进行精准定位,采集的全景照片展现部件... 针对传统的城市部件普查工作效率低、定位困难、缺乏安全性等弊端,提出了一种新的普查方式。利用车载雷达技术进行城市部件普查,即利用车载雷达对部件信息进行快速扫描,再通过采集的点云信息对部件进行精准定位,采集的全景照片展现部件的形态信息,可更方便地对部件数据进行内业采集。该普查方式不仅能快速更新部件数据、准确定位部件信息,而且避免了过多的人工外业采集过程,同时采集的点云和全景照片数据可重复利用,避免了数据的浪费。 展开更多
关键词 净流量比 细颗粒度空间网格 复杂网络 Louvain算法 城市交通
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基于多特征联合分析的车载点云市区道路边界线提取
14
作者 王静 范维锋 孔昭龙 《测绘与空间地理信息》 2023年第1期185-188,共4页
车载激光扫描系统目前已应用于智慧城市建设、道路资产管理等多个方面。本文针对车载LiDAR点云数据道路边界提取问题,提出基于多特征联合且适应多类道路的边界提取方法。构建点云局部邻域高差梯度、回波梯度与曲率梯度,通过设置阈值提... 车载激光扫描系统目前已应用于智慧城市建设、道路资产管理等多个方面。本文针对车载LiDAR点云数据道路边界提取问题,提出基于多特征联合且适应多类道路的边界提取方法。构建点云局部邻域高差梯度、回波梯度与曲率梯度,通过设置阈值提取道路边线。结果表明,该方法在直行道路、曲弯、直弯等代表性道路环境中均取得了较好的结果,验证了算法的鲁棒性,对扩展研究车载LiDAR在道路场景中的应用具有重要价值。 展开更多
关键词 车载lidar 点云 道路边界 多特征联合
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基于车载LiDAR技术的道路纵横断面自动提取方法
15
作者 罗相涛 《地理空间信息》 2023年第9期104-106,共3页
为快速高效提取道路中线上的纵横断面,利用CAD VBA开发了纵横断面提取工具。首先通过车载LiDAR技术获取道路沿线三维地表信息,再结合点云处理软件和纵横断面提取软件,设计了适用于道路纵横断面测量的技术流程,实现了道路纵横断面的自动... 为快速高效提取道路中线上的纵横断面,利用CAD VBA开发了纵横断面提取工具。首先通过车载LiDAR技术获取道路沿线三维地表信息,再结合点云处理软件和纵横断面提取软件,设计了适用于道路纵横断面测量的技术流程,实现了道路纵横断面的自动快速提取,免去了大量的人工野外实测工作,并可输出适用于不同道路软件的断面格式。通过海宁县某道路改造工程实例,验证了该方法的可行性。结果表明,该方法可自动高效获取高精度的纵横断面,能满足道路维护测量、改扩建测量的需要。 展开更多
关键词 车载lidar 航迹解算 点云处理 纵横断面提取
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车载LiDAR点云中道路绿化带提取与动态分析 被引量:4
16
作者 李鹏鹏 李永强 +2 位作者 蔡来良 董亚涵 范辉龙 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期268-278,共11页
道路绿化带是城市园林绿地系统重要组成部分,具有重要的生态和环境服务功能,道路绿化带信息的精细分类与提取以及绿化带的动态分析对于道路信息化管理具有重要意义。本文提出基于车载LiDAR技术的道路绿化带自动提取与绿植地物精细分类... 道路绿化带是城市园林绿地系统重要组成部分,具有重要的生态和环境服务功能,道路绿化带信息的精细分类与提取以及绿化带的动态分析对于道路信息化管理具有重要意义。本文提出基于车载LiDAR技术的道路绿化带自动提取与绿植地物精细分类算法。为验证算法有效性,选取北京市丰台区某路段作为实验区域,一期试验数据采集时间为2015年6月,二期试验数据采集时间为2015年9月。将车载LiDAR点云数据作为原始数据,对原始数据进行剪裁分块等预处理,提高算法运行速度。首先对每段道路点云数据进行地面、低矮地物与高地物分类,并将低矮地物与地面点进行组合;然后通过绿化带的点云特性与空间特征,精确提取出每段点云数据中的绿化带,根据所提取的绿化带确定分类范围,利用各类地物点云的特征差别,对绿化带内地物进行详细分类;最后对比同一区域内的多期绿化带数据,从而判断绿化带面积以及绿化带中的各种地物是否发生变化。为验证算法精度,采用人工交互的方式提取绿化带,并对绿化带内各类地物进行人工分类,以此作为参照将人工统计得到的信息与自动提取出的绿化带信息以及各个分类地物信息进行对比,试验区人工提取绿化带总面积为13 027 m^2,自动提取绿化带总面积为12 749 m^2,2组数据相差278 m^2,相对误差为0.02。自动分类算法在试验区场景中杆状地物的探测率为80%,树木的探测率81.81%,灌木探测率为73.91%。对比2期绿化带数据,发现面积缩减量为129.5 m^2,另外新增3株灌木。实验结果说明了本文所述算法的准确性。 展开更多
关键词 车载lidar 激光点云 绿化带信息提取 地物分类 动态分析
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基于车载LiDAR的吴淞导堤沉降监测分析
17
作者 蔡竞存 李涛 +1 位作者 孙涛 李志伟 《现代测绘》 2023年第2期6-9,共4页
针对常规数字化地形监测方法在海堤沉降监测中存在测点数据量小、多期测点位置难以固定等问题,采用三维激光扫描技术进行沉降监测,基于密集点云滤波的参考曲面差值统计法,对噪声剔除后的多期导堤的密集点云利用坡度阈值迭代方法提取出... 针对常规数字化地形监测方法在海堤沉降监测中存在测点数据量小、多期测点位置难以固定等问题,采用三维激光扫描技术进行沉降监测,基于密集点云滤波的参考曲面差值统计法,对噪声剔除后的多期导堤的密集点云利用坡度阈值迭代方法提取出堤面地面点集合,然后根据内插形成的栅格DEM进行统计差值拟合出整条导堤的沉降变化差值DEM,进而分析计算导堤各局部沉降量。以上海吴淞导堤为例,在L型导堤折角近处沉降量为12 cm,精度约2.4 cm,结果误差满足精度要求。较传统监测方法,本方法能够快速计算出导堤任一位置的高精度沉降量,有效提高了工作效率和监测精度。 展开更多
关键词 车载lidar 点云滤波 差值统计 沉降监测
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车载LiDAR技术在城市道路绿化调查与测量中的应用研究
18
作者 汤浩南 朱佳琳 辛杰 《中国高新科技》 2023年第12期83-85,共3页
在城市交通建设、道路改扩建工程中,通过绿化调查与测量能够掌握树木数量和状态等信息,有助于环境评估分析,从而改善城市绿化建设。文章基于车载LiDAR技术实现城市道路绿化测量,并在某一市政道路开展实验。实验结果表明,该方法能够快速... 在城市交通建设、道路改扩建工程中,通过绿化调查与测量能够掌握树木数量和状态等信息,有助于环境评估分析,从而改善城市绿化建设。文章基于车载LiDAR技术实现城市道路绿化测量,并在某一市政道路开展实验。实验结果表明,该方法能够快速准确地提取行道树属性信息,满足城市绿化测量要求,从而为环境建设与分析维护提供全面可靠的数据支撑和技术保障。 展开更多
关键词 车载lidar 城市道路绿化 单木分割
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基于车载LiDAR的建筑物立面采集方法与精度分析
19
作者 梁秀英 张广波 《测绘与空间地理信息》 2023年第4期220-221,224,共3页
为解决传统测量方法在建筑物立面数据采集中存在的效率低、复杂建筑物测量难度大、无法反映异形建筑物精细结构等问题,结合项目实践,将车载激光雷达测量新技术应用于建筑物立面数据的采集、处理与立面图的生产过程中,并与传统测量方法... 为解决传统测量方法在建筑物立面数据采集中存在的效率低、复杂建筑物测量难度大、无法反映异形建筑物精细结构等问题,结合项目实践,将车载激光雷达测量新技术应用于建筑物立面数据的采集、处理与立面图的生产过程中,并与传统测量方法采集的数据进行精度对比分析。结果表明,基于车载激光雷达测量技术构建的三维点云模型平面位置中误差为4.3 cm,高程中误差为5.6 cm,立面相对中误差为1.1 cm,能够满足1∶500国家基本比例尺地形图的精度要求。 展开更多
关键词 车载激光雷达 立面测量 点云 异形建筑
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利用车载点云数据构建建筑物立面窗户模型 被引量:3
20
作者 范辉龙 李永强 +3 位作者 杨清科 李鹏鹏 刘亚坤 赵上斌 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2020年第5期95-100,共6页
采用车载LiDAR数据进行窗户模型构建是一项艰巨的工作,本文提出了一整套窗户模型构建方法。首先利用RANSAC算法对建筑物立面进行探测分离主墙面,基于空洞思想对主墙面窗户进行聚类,然后采用动态椭圆凸壳算法探测窗户边界轮廓点。对获取... 采用车载LiDAR数据进行窗户模型构建是一项艰巨的工作,本文提出了一整套窗户模型构建方法。首先利用RANSAC算法对建筑物立面进行探测分离主墙面,基于空洞思想对主墙面窗户进行聚类,然后采用动态椭圆凸壳算法探测窗户边界轮廓点。对获取窗户边界点采用RANSAC算法进行分割,采用基于稳健整体最小二乘算法进行直线拟合和角点恢复,最终结合窗户的几何特征完成窗户模型构建。试验结果证明了该方法能够准确有效地构建建筑物立面中的窗户模型。 展开更多
关键词 车载lidar 建筑物立面 RANSAC 聚类分割 模型构建
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