文献综述
三维激光扫描数据匹配算法研究1、本课题的研究背景及意义三维激光扫描技术是上世纪九十年代中期开始出现的一项技术,是继GPS空间定位系统之后又一项测绘技术的突破。
三维激光扫描仪通过激光测距的原理,有光脉冲二极管发射激光,结果旋转棱镜,射向目标,继而反射回扫描仪内的传感器中,扫描仪据此计算其与物体的距离,确定物体在空间中的位置,得到三维点云数据,具有很强的实时性。
作为新的高科技产品,三维激光扫描仪已经成功的在文物保护、城市建筑测量、地形测绘、采矿业、变形监测、工厂、大型结构、管道设计、飞机船舶制造、公路铁路建设、隧道工程、桥梁改建等领域里应用。
三维激光扫描仪,其扫描结果直接显示为点云,利用三维激光扫描技术获取的空间点云数据,可快速建立结构复杂、不规则的场景的三维可视化模型,既省时又省力。
利用地面三维激光扫描技术进行高效率、低成本、高质量的空间数据采集、处理,协同GPS定位技术应用可以解决一直困扰中国数字化信息采集的难题。
由于地面三维激光扫描系统的使用环境的限制和实际应用的需要,需要根据实际情况从不同的位置对物体进行扫描。
因此,通过算法把不同位置扫描的点云数据连接到统一坐标系下反映实体信息也是三维激光扫描技术研究中的一个热点问题。
选择合适的匹配算法,既能简化数据获取时的流程,又能提高数据后处理和建模的精度。
2. 课题在国内外研究现状及水平数据匹配在数据预处理中有着很重要的地位,各领域的研究者对数据匹配进行了大量的研究,不同的点云连接方式适用的环境不同,国内外主流的点云连接方式如下:○1直接法:ICP算法是直接法中的典型算法,用存在互相重叠区域的两站点云即能完成拼接而无需其它辅助工作,其最大优点是自动化程度高,拼接精度高,但也存在一些缺陷,许多学者对 ICP 算法进行了各种改进,如Chen Y 和 Medioni G[13]提出了通过计算点到切平面的最小距离搜索同名点;○2特征法:特征法是通过提取扫描场景中或者被测物容易提取和使用的特征,包含特征点、平面、球体、圆柱、圆台等。
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