点云拼接

摘要： 该文提出一种基于SLAM定位的多位置和姿态点云的拼接与分割方法,可提供信息量大且准确的点云样本数据。首先,利用RTAB-MAP框架构建SLAM算法,由KinectV2传感器采集获得带有位姿信息的多角度RGBD图像样本,并转化为三维点云场景数据;其次,改进ICP算法并基于SVD算法设计多位姿点云的拼接算法;再次,根据原始点云的RGB信息与凹凸性特征,设计三维点云分割算法,以此形成一系列点云目标;最后,开展点云拼接和点云分割实验,实验结果验证了该文所提算法的正确性和有效性。

摘要： 为解决厂房改造中站式扫描仪获取点云缺漏的技术难题,本文提出三维点云融合技术,采用站式扫描仪采集厂房墩柱、横梁、门窗的点云数据,同时使用无人机倾斜摄影获取建筑外立面信息,将两种测量成果进行融合得到厂房完整三维点云数据。实验表明,该三维点云融合技术提高点云数据的完整性,让设计图件绘制容易判读、尺寸更准确。

摘要： 在物体的三维形貌测量中,点云拼接对三维重建具有至关重要的意义。本文提出一种多角度被测物图像点云拼接算法,在相机投影仪旋转不同角度的情况下,拍摄被测物体多角度的图像信息,设置被测物体外围的圆孔辅助进行点云拼接,并采用ICP算法提高拼接效果。实验结果表明,本方法拼接效果好且拼接速度有明显提升。

摘要： 根据综采工作面三维激光扫描模型中煤壁与顶板交线信息,采煤机可自动调整滚筒截割高度,实现煤炭精准开采。现有技术实现了基于工作面激光点云的割煤顶板线自动提取,但提取结果不能直接应用于数字化自主割煤。针对该问题,提出了综采工作面三维激光扫描建模总体方案,并对煤壁与顶板交线提取、标靶球检测、点云拼接及坐标转换等关键技术进行了研究,实现了三维地质坐标系下煤壁与顶板交线信息的近实时获取,该信息可直接发送给采煤机滚筒,为采煤机下一刀截割提供数据参考。通过巡检机器人完成工作面扫描,获取巡检点云;基于煤壁与顶板交线的曲率特性,采用弦法向量法对煤壁与顶板交线进行粗提取;引入数据点法向量与邻域点法向量的夹角信息,通过阈值排除明显的非煤壁与顶板交线点。由于巡检点云与提取的交线信息均位于局部坐标系,通过定位标靶球检测和配准,完成机头点云、机尾点云与巡检点云的拼接,得到工作面联合点云。根据定位标靶球的三维地质坐标与局部坐标,得到坐标间的转换关系,通过坐标转换将联合点云转换到三维地质坐标系下,从而得到三维地质坐标系下的煤壁与顶板交线信息。井下工业性试验结果表明,采用综采工作面三维激光扫描技术提取煤壁与顶板交线的误差在10 cm以内,所有采样点中误差小于4 cm的采样点占比为50%,误差小于8 cm的采样点占比为96.67%。

摘要： 在大型钢梁三维激光扫描检测过程中,由于点云拼接的磁吸标靶球受施工现场人员流动、工厂震动和铁制灰尘的影响较大,进而影响点云拼接精度。为解决该问题,在大型钢结构点云拼接实验中加入了稳定的同名平面基元,并探讨了同名平面不同数量和不同位置与大型钢结构点云拼接精度之间的联系。实验结果表明,本文方法解决了大型钢梁点云拼境中部分拼接失败的问题,并且发现少量平面基元能增加点云拼接精度,但平面基元数量大于3个时,点云拼接质量反而下降。

摘要： 为实现把三维激光扫描点云成果由局部坐标系定位到大地坐标系中,通过采用4对球形标靶的球心作为虚拟同名点,用人工和自动化结合的工作方法,使用CloudCompare软件进行二次开发、编程,实现了拟合计算标靶球球心坐标和半径,也实现了点云拼接和点云定位。此方法在保证点云配准和定位速度的前提下,进一步提高了点云配准和绝对定位精度,具有一定的应用价值。

摘要： 简仪是元代天文学家郭守敬于公元1276年创制的一种测量天体位置的天文仪器,堪称中国古代传统天文学成就的杰作与象征。现存简仪是郭守敬简仪的仿制件,成于明英宗正统年间,目前陈列于紫金山天文台。为尽可能地留存此重要文物的空间结构与器身形貌信息,有必要对其实施原位、无损、高精度的测量研究。本文主要介绍了基于三维激光扫描技术的简仪空间结构与器身形貌测量建模研究成果。

摘要： 老宅作为家族世代生活的栖息地,不仅是年代久远的建筑物,也是宗族文化延续的见证者.目前许多老宅因年久失修被破坏,为了更好地保护老宅,对老宅的保护也迫在眉睫.为了给老宅保护设计提供准确的建筑图纸,本文采用三维激光扫描仪对老宅内外进行全方位扫描,经点云拼接、坐标转换等得到地理坐标系下的点云数据.并对坐标转换后的点云进行平剖处理,绘制出老宅的平面图、屋顶投影图、立面图、剖面图.通过检查点精度检查,建筑物特征点平面较差小于5.0 cm,高程较差小于2 cm,均满足相关规范要求.相比较传统的皮尺、全站仪等测量方式,三维激光扫描测量在老宅等优秀历史建筑物测量过程中具有高精度、高效率等优势,具有很好的行业应用前景.

摘要： 为解决哈密瓜雕刻速度慢、花瓣大小不一致等问题,该研究提出了一种基于三维重构的哈蜜瓜均瓣雕花算法.对多角度拍摄得到的哈蜜瓜照片进行滤波处理,提取其图像特征并进行稀疏重建,通过点云坐标得出哈蜜瓜的特征参数;接着在稀疏点的基础上利用CMVS/PMVS算法进行稠密重建;最后调节八叉树算法与泊松表面重建,得到哈密瓜精确三维空间坐标.根据哈密瓜体型特征及设定花瓣数量,将点云三角网格化在深度优先算法的基础上结合粒子群算法,规划雕刻起点、终点及雕刻深度,使每个花瓣体积相同.采用48个哈密瓜,雕刻花瓣数取15～30,雕刻深度为1.5、2.0、2.5 cm.其中切割花瓣数为28这一组精度最低,测得最大与最小花瓣体积分别为3.40与3.25 cm3,最大体积差为0.15 cm3,误差小于5％.结果表明,该研究提出的基于三维重构的哈蜜瓜均瓣雕花算法精度高,研究结果可为机器人雕刻哈密瓜提供技术支持.

摘要： 针对动态物体在室内场景中影响定位与建图准确性的问题,提出一种基于实例分割的室内动态场景同步定位与地图构建(SLAM)系统.首先,利用Mask RCNN网络对输入的图像序列进行实例分割,结合多视几何方法提高动态对象分割效果;然后提取图像中的快速提取和描述(ORB)特征点,将动态物体内的特征点剔除,利用静态的特征点进行位姿估计;最后,利用背景修复和点云拼接技术实现室内场景实例级稠密点云地图和语义八叉树地图的构建.在公开动态场景数据集上进行多次测试的实验结果表明,相对于ORB-SLAM2系统,该系统相机位姿估计误差明显降低,对环境信息的理解能力得到提升,对后续移动机器人的导航工作具有重要的意义.

摘要： 点云拼接是整车逆向设计中较为关键的工作,本文就CATIA V5、Imageware两种软件的点云拼接功能进行了浅要分析，并将拼接功能经行对比分析，对整车逆向设计来说:整车较大点云(如内、外表面、底盘姿态等)宜用Imageware软件进行拼接，车内零部件的点云宜用CATIA V5软件进行拼接，二者结合使用将取得质量更好、精度更高的结果。

摘要： 拼接是地面三维激光扫描仪数据采集和处理中的关键环节,其中三维拼接处理又是一个难点.利用标准球形靶标中心坐标差对后视定向法的拼接精度进行测试.在两个测站间设置4个标准球形靶标,通过拟合分别获取球心,利用球心坐标的差值评价拼接精度.通过分析得出,后视定向法的精度由控制点的精度决定.同时说明该拼接方法在三维点云拼接中实用性强,拼接精度高.

摘要： 以台灯零件实体为例,首先使用三维扫描技术获得台灯零件的CAD数据,并用专业软件对数据进行处理,最后用3D打印机打印出台灯零件实体.简单阐述了逆向反求及3D打印的基本概念、原理等,具体介绍了用激光扫描仪对台灯零件的三维扫描及点云拼接过程,imageware软件进行点云处理的过程,UG软件补全台灯零件CAD模型的过程,Cura切片软件对模型进行处理,3D打印机进行3D打印的过程.

摘要： 为了提高隧道工程检测效果,分析了三维激光扫描技术在隧道工程检测中的应用,首先采用三维激光成像扫描仪对隧道进行现场踏勘,制定采集方案,采集点云数据之后需要进行数据缩减、点云拼接、去燥等,最后通过获得的数据构建隧道三维模型,最后结合扫描仪获得的数据进行分水岭冲毁面积计算,结果表明该技术的具有一定的实际应用价值.

摘要： 古建筑作为历史文明的实物见证,记载着一个国家和民族特定时期政治、经济、文化的发展过程,具有不可争辩的说服力和不容置疑的真实性.如何采用新技术、新手段记录留存古建筑的真实历史信息,为古建筑的监测、保护和修复提供翔实依据已经成为迫在眉睫的全球性问题.本课题通过激光相邻站点间同名标靶匹配和引入带绝对坐标的平面标靶进行整体坐标转换两种方式对佛香阁进行整体拼接，采用椭圆拟合方式描述佛香阁通天柱的点云断面，以椭圆圆心为基准监测佛香阁的倾斜方向及角度。实现了对佛香阁现存状态及历史信息全面、完整、精细的记录，为进一步研究和保护我国古建筑提供全面、系统的基础资料。

摘要： 古建筑作为历史文明的实物见证,记载着一个国家和民族特定时期政治、经济、文化的发展过程,具有不可争辩的说服力和不容置疑的真实性.如何采用新技术、新手段记录留存古建筑的真实历史信息,为古建筑的监测、保护和修复提供翔实依据已经成为迫在眉睫的全球性问题.本课题通过激光相邻站点间同名标靶匹配和引入带绝对坐标的平面标靶进行整体坐标转换两种方式对佛香阁进行整体拼接，采用椭圆拟合方式描述佛香阁通天柱的点云断面，以椭圆圆心为基准监测佛香阁的倾斜方向及角度。实现了对佛香阁现存状态及历史信息全面、完整、精细的记录，为进一步研究和保护我国古建筑提供全面、系统的基础资料。

摘要： 古建筑作为历史文明的实物见证,记载着一个国家和民族特定时期政治、经济、文化的发展过程,具有不可争辩的说服力和不容置疑的真实性.如何采用新技术、新手段记录留存古建筑的真实历史信息,为古建筑的监测、保护和修复提供翔实依据已经成为迫在眉睫的全球性问题.本课题通过激光相邻站点间同名标靶匹配和引入带绝对坐标的平面标靶进行整体坐标转换两种方式对佛香阁进行整体拼接，采用椭圆拟合方式描述佛香阁通天柱的点云断面，以椭圆圆心为基准监测佛香阁的倾斜方向及角度。实现了对佛香阁现存状态及历史信息全面、完整、精细的记录，为进一步研究和保护我国古建筑提供全面、系统的基础资料。

摘要： 古建筑作为历史文明的实物见证,记载着一个国家和民族特定时期政治、经济、文化的发展过程,具有不可争辩的说服力和不容置疑的真实性.如何采用新技术、新手段记录留存古建筑的真实历史信息,为古建筑的监测、保护和修复提供翔实依据已经成为迫在眉睫的全球性问题.本课题通过激光相邻站点间同名标靶匹配和引入带绝对坐标的平面标靶进行整体坐标转换两种方式对佛香阁进行整体拼接，采用椭圆拟合方式描述佛香阁通天柱的点云断面，以椭圆圆心为基准监测佛香阁的倾斜方向及角度。实现了对佛香阁现存状态及历史信息全面、完整、精细的记录，为进一步研究和保护我国古建筑提供全面、系统的基础资料。

摘要： 古建筑作为历史文明的实物见证,记载着一个国家和民族特定时期政治、经济、文化的发展过程,具有不可争辩的说服力和不容置疑的真实性.如何采用新技术、新手段记录留存古建筑的真实历史信息,为古建筑的监测、保护和修复提供翔实依据已经成为迫在眉睫的全球性问题.本课题通过激光相邻站点间同名标靶匹配和引入带绝对坐标的平面标靶进行整体坐标转换两种方式对佛香阁进行整体拼接，采用椭圆拟合方式描述佛香阁通天柱的点云断面，以椭圆圆心为基准监测佛香阁的倾斜方向及角度。实现了对佛香阁现存状态及历史信息全面、完整、精细的记录，为进一步研究和保护我国古建筑提供全面、系统的基础资料。

摘要： 本文利用激光三维扫描系统,通过多次、分区域扫描人体下颌骨标本及对扫描点云文件进行拼接,建立了一个人体下颌骨骨性表面的三维模型.此模型造型逼真,并可以适当的文件格式应用于有限元结构力学仿真分析.在生物力学仿真实验中,激光三维扫描系统可解决常规CAD方法难以建立非规则人体结构模型这一难题.

摘要： 本发明公开了一种基于点云投影和点云增长的拼接冗余点云去除方法，首先根据三维传感设备的测量精度与获取的点云范围构造三维图像，然后将点云逐批次的投影到三维图像中，分别计算出各点云落在三维图像中的坐标，并根据点云增长范围标注三维图像各体素上的值，最后通过比较两片点云投影在三维图像上各像素的值，从而完成拼接点云去冗余。本发明可以在拼接测量过程中自动计算出每一次拼接与前面多次测量中的重叠区域，快速去除多次测量产生的冗余点，从而完成拼接点云去冗余。

摘要： 本发明公开了一种用于X射线聚焦镜拼接干涉检测的点云配准拼接方法。本发明首先对被测柱面镜进行子孔径划分，确定每个子孔径的大小和各个子孔径间的重叠区域；用干涉仪获取被测镜各个子孔径的面形信息后根据子孔径重叠区域面形的一致性，枚举并计算拼接方向误差范围内两个相邻子孔径重叠区域的残差；然后对残差进行平面拟合，拟合残差的均方根值最小时即为最佳点云配准；计算出所有相邻子孔径的最佳配准后，利用最小二乘法计算出刚体变换矩阵对子孔径进行位姿误差的补偿并完成面形拼接；本发明可保证在特征点提取困难且不借助其它精密设备的情况下仍有像素级的配准精度。

摘要： 本发明公开了一种基于点云投影和点云增长的拼接冗余点云去除方法，首先根据三维传感设备的测量精度与获取的点云范围构造三维图像，然后将点云逐批次的投影到三维图像中，分别计算出各点云落在三维图像中的坐标，并根据点云增长范围标注三维图像各体素上的值，最后通过比较两片点云投影在三维图像上各像素的值，从而完成拼接点云去冗余。本发明可以在拼接测量过程中自动计算出每一次拼接与前面多次测量中的重叠区域，快速去除多次测量产生的冗余点，从而完成拼接点云去冗余。

摘要： 本发明公开了一种用于X射线聚焦镜拼接干涉检测的点云配准拼接方法。本发明首先对被测柱面镜进行子孔径划分，确定每个子孔径的大小和各个子孔径间的重叠区域；用干涉仪获取被测镜各个子孔径的面形信息后根据子孔径重叠区域面形的一致性，枚举并计算拼接方向误差范围内两个相邻子孔径重叠区域的残差；然后对残差进行平面拟合，拟合残差的均方根值最小时即为最佳点云配准；计算出所有相邻子孔径的最佳配准后，利用最小二乘法计算出刚体变换矩阵对子孔径进行位姿误差的补偿并完成面形拼接；本发明可保证在特征点提取困难且不借助其它精密设备的情况下仍有像素级的配准精度。

摘要： 一种高精度的三维点云地图自动拼接与优化方法，所述方法包括：S1、建立局部点局部点云子地图，在构建局部点云子地图的过程中计算关键帧间的位姿变换量和关键帧的Scan Context描述子，将建立的局部点云子地图划分为待拼接地图和被拼接地图；S2、基于Scan Context描述子将待拼接地图中的关键帧进行第一匹配到被拼接地图中；S3、基于NDT算法对待拼接地图和被拼接地图进行第二匹配以求解匹配成功的关键帧的六自由度位姿集合；S4、基于随机采样一致性算法RANSAC剔除误匹配帧；S5、基于位姿图对拼接后的地图进行一致性优化。

摘要： 本发明涉及测绘数据处理领域，尤其涉及基于三对非平行点云分割片的地面激光点云拼接方法。首先，根据点云的空间共面性，提取基准站点云和拼接站点云的分割片，人工指定三对互不平行的同名点云分割片；其次，对三对点云分割片求取空间平面方程，分别计算基准站点云和拼接站点云中三个平面的交点，并将分割片点云平面移动至各自交点处；再次，通过计算同名分割片点云平面的交线和夹角，获取平面的旋转参数；最后，利用旋转参数和基准站点云平面的交点、拼接站点云平面的交点计算平移参数，确定最终的旋转矩阵。本方法适用于城市、村落等平面特征明显的点云场景，可降低拼接过程中同名特征的识别与标定时间，提高激光点云数据处理的整体效率。

摘要： 本发明公开了一种三维扫描仪的点云拼接的辅助装置及其拼接方法，辅助装置包括：立方体，立方体上的三个相互垂直的平面分别为第一面、第二面和第三面；磁性底座，磁性底座通过连接杆与立方体的第四面固定连接，第四面与第二面相对，并且磁性底座与产品吸附在一起。本发明无需对已扫描部位进行二次扫描，而是对体积较小的立方体的三个面进行二次扫描，可使效率提高50％左右；利用立方体上的凸台作为参考点对点云进行拼接，很容易找到参考点，并且由于凸台面的形状规则，参考点的点云数据稳定，大大降低了点云拼接的误差；该辅助装置结构简单，成本低廉，操作方便快捷。

摘要： 本发明公开了一种基于精度控制场和点云特征相似性的点云拼接方法，包括：基准测量系统构建控制场、全局坐标系，传感器在初始位姿采集标志点、获取源点集；传感器在下一位姿，采集标志点，获得目标点集；分别求取源点集和目标点集的初始转换关系RT0；利用RT0对目标点集平移旋转，求取重叠区域，基于点云相似性，解算目标点集与全局坐标系的转换关系RT1；利用RT1和每个对照点查找候选同名点；继续构造由精度控制场和点云相似性共同约束的目标函数，迭代得到RT2；得出各位姿处的转换关系，完成整体扫描；本方案优化了现有拼接过程，减少了标志点数量要求；提高了大型复杂物体点云拼接的实用性、灵活性与效率。

摘要： 本发明涉及测绘数据处理领域，尤其涉及基于三对非平行点云分割片的地面激光点云拼接方法。首先，根据点云的空间共面性，提取基准站点云和拼接站点云的分割片，人工指定三对互不平行的同名点云分割片；其次，对三对点云分割片求取空间平面方程，分别计算基准站点云和拼接站点云中三个平面的交点，并将分割片点云平面移动至各自交点处；再次，通过计算同名分割片点云平面的交线和夹角，获取平面的旋转参数；最后，利用旋转参数和基准站点云平面的交点、拼接站点云平面的交点计算平移参数，确定最终的旋转矩阵。本方法适用于城市、村落等平面特征明显的点云场景，可降低拼接过程中同名特征的识别与标定时间，提高激光点云数据处理的整体效率。

摘要： 本发明公开了一种三维扫描仪的点云拼接的辅助装置及其拼接方法，辅助装置包括：立方体，立方体上的三个相互垂直的平面分别为第一面、第二面和第三面；磁性底座，磁性底座通过连接杆与立方体的第四面固定连接，第四面与第二面相对，并且磁性底座与产品吸附在一起。本发明无需对已扫描部位进行二次扫描，而是对体积较小的立方体的三个面进行二次扫描，可使效率提高50％左右；利用立方体上的凸台作为参考点对点云进行拼接，很容易找到参考点，并且由于凸台面的形状规则，参考点的点云数据稳定，大大降低了点云拼接的误差；该辅助装置结构简单，成本低廉，操作方便快捷。