基于机载LiDAR数据的建筑屋顶点云提取方法

机载激光雷达技术已经成为快速获取城市建筑三维数字模型的有效手段,而建筑物屋顶点云提取则是建筑物三维数字模型重建的关键。为有效剔除植被和墙面点云,以及消除地形起伏对建筑点云提取精度的影响,提出一种层进式屋顶点云提取方法。首先对LiDAR点云进行滤波,在此基础上利用点云回波特性和点云法向量检测并删除非地面点中特征明显的植被点和建筑物墙面点,然后利用连通成分分析法对非地面点聚类得到初始建筑点,最后结合DTM并利用建筑物面积和高度信息分离得到建筑物屋顶点云。试验结果表明,本方法能有效地从机载点云数据中快速提取建筑屋顶点云,有效率可达85%以上。     

基于车载激光扫描数据的城区道路自动提取

提取准确的道路信息对城市规划和数字城市制图具有重要意义。利用高密度车载激光扫描数据,针对无法以路沿作为道路边界的情况,提出一种基于边缘线检测的道路自动提取方法。先利用平面检测算法对分段后的路面完成粗提取,在此基础上,分析道路边缘线与相邻两侧路面在激光反射强度与几何性质上的差异,通过设定合理阈值提取边缘线上的点云,最后对离散边缘点进行曲线拟合完成道路精提取。利用实际获取的城区车载点云数据验证表明,该方法提取道路的正确度、完整度和提取质量等均高于90%,特别是对无明显路沿的道路,可有效识别出道路边缘线。     

基于面提取的三维岩体点云孔洞检测与修复方法

在岩体工程中,由于扫描测量角度、障碍物的阴影和遮挡等因素,使用激光扫描仪扫描得到的岩体点云数据往往包含孔洞,影响后续三维重建的效果。现有的修复方法主要针对规则的点云数据,依据孔洞邻域信息对点云孔洞进行修复,对岩体点云孔洞的检测与修复效果欠佳,且效率低。从岩体点云数据特征出发,提出一种基于平面提取的岩体点云孔洞检测与修复算法。首先,应用一种优化的区域生长算法对岩体点云进行平面提取,然后遍历所有点云并检索其k邻域点集,将其映射至对应平面,计算邻域夹角,实现孔洞检测;最后将点云孔洞根据边界点集的对应平面数量进行分类,在对应平面上新增采样点实现点云孔洞修复。本算法通过平面提取实现了点云数据的去噪和平面拟合过程,简化后续的孔洞修复流程,降低时间复杂度。实验结果表明,与已有算法相比,本算法对大型不规则岩体点云孔洞的检测、修复准确率和运行效率更高,修复效果更佳。     

基于无人机激光点云的树障检测与砍伐树木数量估算

电力走廊的树木生长会对输电线路的安全运营造成巨大影响,精确检测出影响线路安全的树木并将其砍伐至关重要。因此,提出一种基于无人机激光点云的树障检测与砍伐树木数量估算方法。首先,对激光点云进行快速自动化处理,先后精确提取地面点、电力线点与植被点;其次,基于电力线点进行分段,并分析电力线与植被点的安全距离,进而确定树障区域的位置和范围;最后,对树障区域植被点云进行单木分割,并统计单木数量,最终实现砍伐树木数量的精准估算。研究结果表明,无人机激光点云可以实现输电通道树障的有效检测与砍伐树木数量的精确估算,总体树木砍伐数量估算精度可达92.3%,可为输电线路安全运营提供遥感技术支撑,也可为电网运维单位制订树木砍伐计划提供可靠依据。     

基于密度与局部统计的单光子点云去噪方法

针对北京遥测技术研究所自主研发的64通道机载单光子激光雷达,提出一种基于密度与局部统计的二维剖面点云去噪方法：在确定信号点云的高程区间后,先使用基于密度的改进空间聚类算法粗去噪,然后使用基于局部统计的统计移除离群点算法精去噪,获取信号点云。实验结果表明,本方法可适用于多种地物类型点云,高程均方根误差为0.27 m,准确率90.78%,精度高于常规点云去噪算法,满足国产机载单光子激光雷达获取高精度地表三维轮廓的技术需求。     

一种实时的三角剖分算法

对要求算法复杂度低、剖分速度快、系统配置低的三角剖分,提出了一种简单快速的三角剖分算法。算法中通过自动寻找点云的最大投影面将点云投影到恰当的平面上,然后对点云进行精简和插值达到点云恰当分布,最后通过点云的三角形连接过程中的平面优化和连接后的整体空间优化保证剖分三角形质量。实践证明该算法速度快、占用内存少,对包角小于于180度的点云三角化效果良好。     

基于匹配点逐层过滤的岩体点云配准方法

岩体点云配准是岩体三维重建与分析的基础。经典的点云配准方法虽然能够很好地适用于普通点云,但对于岩体点云并不能获得足够的精度。由于岩体点云表面结构复杂,且大部分区域为平面,基于岩体点云的这些特点,提出通过几何特征逐层过滤匹配点的岩体点云配准算法,引入匹配点对的协方差矩阵的特征值和特征向量矩阵,以及曲率、主方向等几何特征逐层过滤匹配点对,精确地找到匹配点对。在不同岩体点云上的实验测试与分析结果表明,该算法在准确度上有明显优势。     

基于点云数据的复杂型面实体建模研究

文章针对复杂型面产品的特点,从工业产品设计的实际应用出发,提出将正向设计的尺寸和定位关系设计方法和逆向设计的复杂曲面设计方法有效结合起来,基于点云数据实现产品的实体模型重建。以摩托车覆盖件为例,利用逆向工程软件从点云数据中提取和重构特征曲线与曲面,然后将这些几何元素信息在正向设计系统中结合特征建模方法创建整体三维CAD模型。     

一种基于图割的机载LiDAR单木识别方法

针对现有机载激光雷达（light detection and ranging,lidar）数据单木分割算法在密集林区中探测精度较低的问题,结合林木冠层空间结构分层的特点,提出一种从机载点云数据直接分离单木的方法。首先,对原始点云数据进行去噪、滤波、高程归一化;然后基于冠层高度模型（canopy height model,chm）计算局部最大值以确定冠层表面的明显树顶,以此作为单木位置的先验知识,继而采用归一化割（normalized cut,Ncut）方法实现冠层的初始分割;最后,以全局最大值代替局部最大值,并将冠层形状、冠层最小点数作为约束条件,再次利用Ncut方法完成对漏检单木的探测,进而实现单木的精确探测。实验结果表明,针对密集林区的单木分割,本方法有效地减少了漏识单木,整体精度达90%以上,将有助于单木三维结构定量描述及参数反演。     

人眼模型及其运动控制

描述了一种人眼建模及其运动控制的方法.人眼采用三维网格模型,并结合纹理匹配,获得了较逼真的人眼模型.人眼眼皮上下边界用抛物线近似,其运动通过眼皮上的特征点控制,并在模型中考虑了眼皮皮肤运动的关联作用,达到了较好的动态效果.该方法已在微型计算机上进行了模拟,人眼模型逼真,通过帧间时间的非线性分配,可较为形象的模拟出人眼不同的眨眼动作.     

基于B/S架构的激光雷达电力巡线可视化管理与分析系统

激光雷达已被广泛应用于高压/超高压输电线路的设计施工、数字化管理以及线路的安全巡检等方面,其中电力巡线软件的可视化管理是激光雷达巡检业务化应用的重要内容.提出基于B/S架构的激光雷达电力巡线可视化管理与分析系统的总体设计方案;基于WebGL等开发了输电走廊点云数据可视化管理与分析系统,采用改进的可修改的嵌套八叉树存储和...     

基于Hough直线检测的深度图像配准方法

针对传统的图像配准方法中寻找图像之间点对应关系这一难点问题,提出一种基于Hough直线检测的深度图像配准方法.利用Hough变换检测深度图像上的直线,确定不同视点图像上直线之间的对应关系.根据对应直线三维空间上的方向向量确定两幅图像之间的刚体变换参数.最后用模拟深度图像验证方法的有效性并给出三维重建结果.     

高分辨率SAR图像CFAR分割的改进方法

针对传统的基于韦布尔模型的恒虚警检测(CFAR)分割中误差大、精度低的缺点,提出了分割前对特定方向角样本进行垂直中值滤波、分割后采用区域生长滤波的改进方法.最后用区域间对比度和最终测量精度的分割评价准则,与传统CFAR分割和计数滤波的方法进行了比较.对运动和静止目标获取和识别(MSTAR)样本的实验结果表明,改进方法提高了分割精度,分割效果优于传统的CFAR分割方法.     

积极蹬伸"合板"的模型探究和因子分析

运用基本的力学原理和数学方法,将跳板从较低位置向平衡位置恢复过程的竖直方向运动简化为局部简谐振动,将人体积极蹬伸动作模拟为被压缩的弹簧振子恢复形变运动,建立了人板系统在竖直方向上的运动方程,并解出方程得到其运动规律.利用此蹬伸模型从理论上阐述了选择积极蹬伸时机和控制蹬伸节奏对蹬伸"合板"的意义,并从数理角度解析了采用软板起跳技术和增大肌肉绝对力量可提高蹬伸"合板"过程中的能量转化率.     

高师院校学生“三线四段”组合式试教模式的构建

高师院校教师教育的试教改革是一个繁复的系统工程,应着眼于整体,做好顶层设计.统整师范生实习前的实践教学工作,由此构建了“三线四段”组合式试教模式.该模式主要由“三线”（观摩引领线、师生导练线、自主训练线）和“四段”（组织阶段、设计阶段、演练阶段、评价阶段）组合架构,具有多线组合结构、立体循环推进和三级管理机制的特点.