基于三维激光获取点云的三维模型构建

目前国内对一些大型古建筑文化遗产的传统测量方法往往难以获得十分准确的数据信息,这使得专家们在对一些大型古建筑进行修复时十分头疼.而且在用一些传统测量方法的测量过程中也存在对古建筑造成二次伤害的风险.现如今,随着科研技术的发展,激光扫描硬件的总体水平也在不断地进步[1].因此,三维激光扫描技术也越来越成熟.三维激光扫描仪在一些大型建筑的测量工作中使用得也越来越广泛.三维激光扫描仪的工作原理,是先对获取到的点云数据采取配准拼接处理,再对其进行去噪简化等操作,最后利用建模软件3DMAX对大型的古建筑进行三维模型的构建的过程.     

基于激光扫描技术的三维模型重建

通过分析三维激光扫描系统获取的点云数据,得到了利用点云数据构建三维模型的技术、方法和流程。介绍了利用地面三维激光扫描仪获取点云数据的过程以及结合RiSCAN PRO软件和Geomagic Studio软件进行建模的方法。对原始测量的点云数据进行处理(去除噪声,平滑,对多站点数据做拼接配准,提取目标建筑物等)得到正确和完整的目标建筑物的表面信息,然后构建三角网建立它的三维表面模型,最后通过所拍的照片进行纹理映射得到真实的三维模型。实验结果表明,利用上述方法可以有效地处理三维激光扫描获取的点云数据,实现对建筑物快速三维可视化建模。     

虚拟现实技术的三维图像重建系统

为了提高三维图像质量,设计基于虚拟现实技术的三维图像重建系统。首先,提取三维图像点云信息,通过虚拟现实和帧同步技术融合点云数据,利用中值滤波技术去除图像噪声;然后,采用虚拟现实技术对降噪后图像开展点云优化,自动检测图像点云的特点,过滤掉噪声点,有效覆盖图像表面微小矩形面片集,提升图像三维重建完整度,通过匹配前景得到点云位置;最后,重建过程中调整点云数据为高斯正太分布项目,有效缩短图像前景和背景间重建差异,实现三维图像重建。实验结果表明,该系统的帧跟踪能力强,重建三维图像清晰、分辨率高。     

基于混合固态激光雷达的动态车辆三维模型重建

目前常见的三维车辆模型重建算法,是通过机械旋转激光雷达进行即时扫描采样,获取的点数有限,且由于混合固态激光雷达独特的扫描特性,即时扫描采样的车辆点云会出现点迹杂乱、车辆模型形变等问题.故本文提出一种基于混合固态激光雷达的动态车辆三维模型重建算法,在常规三维车辆模型重建算法的基础上,对目标车辆进行目标追踪、车辆补偿,将车...     

基于激光雷达及特征匹配的室内场景设计重建

针对当前采集到的场景出现缺损导致场景设计重建效率较低、准确性较差的问题,提出基于激光雷达扫描及关键点特征匹配的室内场景设计重建。通过Deleta 2B型激光雷达传感器直接采集室内场景图像,利用最小二乘拟合滤波算法曲线拟合室内场景图像的灰度值,根据图像特征向量匹配室内场景图像的关键点特征,通过德洛内三角化算法串联室内场景点云数据,构造三维网格模型,通过wallis滤波器提升重建辨识度,实现室内场景的重建。实验结果表明,该方法重建后的室内图像可辨识度较高,信噪比最高可达到498dB,室内场景图像覆盖率均在90以上,重建场景的结构相似度接近1,次卧室场景重建时间为592 h。     

基于虚拟现实的三维动态场景重建

针对传统的重建过程在面对动态景观的重建过程中由于采集的数据具有一定的连续性会产生一定的数据干扰以及数据跃迁的问题,提出一种基于虚拟现实的三维动态场景重建方案。使用虚拟现实技术中的单目视觉法进行数据采集处理,保证在数据采集过程中的数据阻断性,避免连接数据的相互跃迁,并最大限度地保证清晰度。对光度立体视觉进行了重新设计,能够保证动态场景的动态呈现,极大地改善视觉阻扰的发生。进行三维重建过程中为了能够保证动态数据的连续性,通过对高阶纹理以及透明度等数据的动态参设,达到最佳的成像状态。经过重建的三维动态场景必须经过去燥处理,这样才能保证成像的完整度。为了验证设计的基于虚拟现实的三维动态场景重建方案的有效性,设计了对比仿真试验。通过实验数据表明,基于虚拟现实的三维动态场景重建方案趋光性明显比较平稳,可以保证动态呈现效果达到最佳状态,能够准确连续的对动态场景进行重建。     

基于RGB-D图像的室内场景CAD模型重建

针对传统三维重建方法中存在的依赖图组和计算复杂等问题,文中在重建过程中引入大规模CAD模型库,提出了一种基于单视角RGB-D图像的室内场景CAD模型重建方法。首先,利用FCN和点云数据估计室内场景布局;同时,利用Mask R-CNN和点云数据检索与待重建对象最匹配的CAD模型;最后,组合上述结果完成场景重建。实验证明,文中方法仅需单视角RGB-D图像即可完成三维重建,且重建图与原场景相似度高,有较好的鲁棒性。     

基于三维激光雷达的无人机场景建模

随着无人机应用领域的不断扩大,无人机对周围环境感知的需求逐渐加大,激光雷达技术的应用成为无人机研究领域的重要发展趋势。为解决无人机在飞行过程中周围环境复杂导致现场定位信号较差的问题,基于三维激光雷达,结合大疆无人机的Onboard SDK技术,设计机载激光点云采集系统以及激光点云处理算法。为了降低激光采集系统的操作难度,设计避障算法,在飞行既定路线的同时结合激光点云进行避障飞行。利用激光点云SLAM算法,实现了无人机对周围环境的三维建模,以达到无人机对周围环境感知的目的,并通过实际测试验证了所提方法的有效性。     

基于改进B-SHOT特征描述符的三维场景重建

针对三维场景重建中采用二进制方位直方图(B-SHOT)进行点云特征提取与匹配时,存在信息丢失导致匹配准确率降低的问题,文中采用一种改进的二值三维特征描述符DB-SHOT来进行特征提取与匹配以建立相邻点云之间的对应关系,结合随机抽样一致性算法(RANSAC)去除点云中的外点,并运用RANSAC的内点进行相邻位姿估计,进而进行相邻点云的融合。在保证匹配速度的前提下,解决B-SHOT信息丢失的问题,提高匹配准确率。通过采用标准数据集进行实验,验证了DB-SHOT作为三维场景重建特征描述符的可行性与有效性。     

基于X3D的虚拟现实建模技术

随着计算机通信技术的发展,互联网已将世界变小。然而,目前的网站大多只提供2D（二维）的平面展示,利用虚拟现实技术将上述2种技术融合起来,在网页中引用虚拟现实技术,通过一个3D（三维）的场景,让用户在上网过程中有身临其境的感觉。文中提出了一个简易的建模方式来实现交互。     

基于VRML的虚拟机房的设计与实现

文章利用虚拟现实技术建立了一个基于VRML的虚拟机房,介绍了虚拟机房的开发过程,对场景的几何建模、纹理映射、交互行为设计等关键技术进行了阐述。     

基于VRML法向量的三维造型虚拟仿真

在虚拟现实仿真模拟研发中,三维造型外观的逼真程度是核心工作。针对这一问题,分析虚拟现实建模语言的法向量(Normal)节点及法向量补插器(Normal Interpolator)节点的工作原理和作用,讨论基于这些节点进行三维造型虚拟仿真的实现方法,并依据研究结论给出相应的三维造型验证举例。该研究结论可有效应用于基于虚拟现实建模语言实现虚拟仿真过程中对三维造型的逼真和动态增强,对于复杂的虚拟仿真模拟的高效研发工作有重要指导意义。     

基于距离单元统计模型的ISAR包络对齐方法

包络对齐是逆合成孔径雷达（ISAR）平动补偿的关键技术之一。本文通过分析目标平动和转动对距离像的影响,建立了距离单元统计模型,并提出了一种基于该统计模型的包络对齐方法。该方法通过两个步骤完成包络对齐：利用目标回波数据提取各距离单元统计模型的参数;搜索使各距离单元的联合概率密度函数取得最大值的距离偏移量进行包络对齐。分析...     

用于距离图像2D扫描线的极速边缘检测器

 本文提出一种对距离图像2D扫描线进行粗大噪声去除和边缘识别处理的极速检测器. 以扫描线典型轮廓分布规律分析为基础,定义了数个特征描述系数并以此建立判别准则,实现快速去噪和边缘检测. 该方法具有内在的平移和旋转不变性,并可通过自适应参数来实现尺度不变性. 文中采用基于候选点的参数自学习方法来进行阈值学习. 将扫描点参数集计算步骤进行高度集成,可对最大限度消除冗余计算. 通过实物扫描实验,对算法的计算复杂度、时间开销、检测准确度和稳定性进行了详细评估. 在普通PC平台上,整合模式耗时约0.15ms即可准确检测单条扫描线中的所有边缘点. 评估结果表明,本文提出的检测器具有极高的运行效率、检测准确性、鲁棒性和可扩展性,可满足极为苛刻的工业应用要求.     

基于时间域读出的大动态范围CMOS图像传感器

设计了一款基于时间域读出的大动态范围CMOS图像传感器。传感器基于一种新型的结构,其可在时间域下探测高输入光强,在模拟域下探测低输入光强。该设计在传统电容反馈式跨阻放大器(CTIA)的基础上,新增了时间域测量电路,在不改变原有积分过程的同时可实现连续的大动态范围。基于0.35μm,5V-CMOS工艺进行了256×1线列CMOS图像传感器流片,光电二极管面积为22.5μm×22.5μm,并对器件的光电特性进行了后仿真验证。仿真测试结果表明,基于时间域读出的图像传感器可实现96dB的大动态范围,且时间域和模拟域的两路输出信号可同步输出,功耗为7.98mW。     

基于VRML的三维几何体建模算法研究

由于虚拟现实建模语言(VRML)的繁杂性,用其直接构造三维几何体较为困难,我们根据VRML97规范中定制的几类三维几何体,分别予以算法实现,从而提高基于VRML创建三维虚拟场景的效率。本文主要讨论基于VRML进行三维几何体建模中的主要算法,最后展示了利用建模算法完成的一个三维场景建模实例。1     

基于虚拟现实技术的水电厂检修教学平台

笔者针对"水电厂检修"课程教学中遇到的难题和出现的问题,结合最新的信息技术发展,设计了基于虚拟现实技术的水电厂检修教学平台的体系结构,并对系统实现过程中的关键技术进行分析,建立了虚拟仿真模型并开发了应用软件.应用结果表明,基于虚拟现实技术构建的教学平台,能帮助学生了解实际工程知识,提高动手操作能力,对综合素质的培养和学习专业理论知识起到了促进作用.     

基于图像匹配的放射性区域定位方法

去污作业时,工程人员需要准确定位放射性区域,彻底去除有害物质.提出了一种利用图像匹配定位放射性区域的方法,通过普通相机即可确定污染物位置.具体过程为:首先,采集放射性区域的γ相机图像,并提取辐射成像区域的边缘轮廓;然后,从γ相机和普通相机图像中找出匹配点云,并利用点云计算出相机间的变换矩阵;最后,把γ相机图像中的放射性区域轮廓映射到普通相机图像中,完成普通相机对放射性区域的重新定位.实验过程中:γ相机与普通相机有水平和垂直偏角时,该方法通过普通相机准确找到了模拟的放射性区域;而在应用现场,该方法同样通过普通相机找到了放射性污染物.