基于数据点属性的点云组合滤波算法

1

作者 贾效谦 王宇 +2 位作者 刘淑莲 唐友名 汪栋成 《浙江科技大学学报》 2025年第5期492-504,共13页

【目的】为了在滤波时最大程度去除离群点并保持点云模型的整体特征,提出一种基于数据点属性的组合滤波算法。【方法】首先,将连通集滤波与统计滤波结合对原始点云进行初次滤波,以去除簇状噪声和颗粒噪声,保留模型主体点云;然后,通过引... 【目的】为了在滤波时最大程度去除离群点并保持点云模型的整体特征,提出一种基于数据点属性的组合滤波算法。【方法】首先,将连通集滤波与统计滤波结合对原始点云进行初次滤波,以去除簇状噪声和颗粒噪声,保留模型主体点云;然后,通过引入局部曲率响应值和局部密度响应值改进引导滤波,使光顺因子根据数据点局部特征自适应变化,实现特征区域精细化光顺处理,再将初次滤波算法与改进引导滤波结合形成组合滤波算法;最后,通过特征曲面点云验证本研究算法的有效性。【结果】对3种航空钣金零件的实测滤波结果表明:初次滤波的噪声去除率最高为3.46%,光顺后的主体点云模型与标准模型之间的均方根误差和标准偏差最低分别为0.1889和0.1867,均优于其他验证算法。【结论】由滤波结果可见本研究所提算法可为航空钣金零件点云滤波提供更高的精度,有助于其非接触式测量,可为钣金零件缺陷检测提供参考。 展开更多

关键词 主体点云 连通集滤波 统计滤波 改进引导滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

点云数据区域分割方法 被引量：10

2

作者 龚友平 金涛 童水光 《工程图学学报》 CSCD 北大核心 2006年第4期8-13,共6页

为了便于逆向工程中模型的重建,针对散乱无组织的点云数据,提出了一种新的区域分割方法。首先对点云数据进行网格划分和稀化处理,对每个网格内的数据点用抛物面进行局部拟合,得到点云中每个点的法矢和曲率等微分信息,然后由“绝对标准... 为了便于逆向工程中模型的重建,针对散乱无组织的点云数据,提出了一种新的区域分割方法。首先对点云数据进行网格划分和稀化处理,对每个网格内的数据点用抛物面进行局部拟合,得到点云中每个点的法矢和曲率等微分信息,然后由“绝对标准”得到边界候选区域,再由“相对标准”得到最终边界点,连接这些边界点或对这些边界点进行曲线拟合,完成点云的区域分割。实践证明,通过该方法得到的边界点能满足工程应用的需要。 展开更多

关键词 计算机应用 逆向工程 区域分割 主曲率

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维激光扫描技术在PASAR闪速炉改造中的应用 被引量：1

3

作者 高文娟 刘涛 《有色冶金设计与研究》 2017年第2期21-22,30,共3页

利用三维激光扫描技术提供的点云模型对PASAR冶炼厂现有熔炼主厂房设备间相对位置关系进行了细致分析,通过Descartes软件对现有闪速炉结构(点云模型)和原设计闪速炉模型(BENTLY模型)进行了对比分析,结果表明三维激光扫描技术可快速、精... 利用三维激光扫描技术提供的点云模型对PASAR冶炼厂现有熔炼主厂房设备间相对位置关系进行了细致分析,通过Descartes软件对现有闪速炉结构(点云模型)和原设计闪速炉模型(BENTLY模型)进行了对比分析,结果表明三维激光扫描技术可快速、精确地进行三维重建,为设计单位和施工单位确定方案提供了重要的基础数据。 展开更多

关键词 三维激光扫描 点云模型 闪速炉改造 PASAR冶炼厂 DESCARTES

在线阅读 下载PDF 职称材料

融合PCA的改进ICP激光点云配准算法 被引量：17

4

作者 王太学 江智 +2 位作者 江德港 李柏林 郭彩玲 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2022年第2期70-76,共7页

针对迭代最近点(iterative nearest point,ICP)算法进行点云配准过程中需要输入较好的初值和收敛速度较慢的问题,提出了一种融合主成分分析(principal component analysis,PCA)的改进ICP配准算法。首先,基于PCA计算两组点云的主方向,得... 针对迭代最近点(iterative nearest point,ICP)算法进行点云配准过程中需要输入较好的初值和收敛速度较慢的问题,提出了一种融合主成分分析(principal component analysis,PCA)的改进ICP配准算法。首先,基于PCA计算两组点云的主方向,得到两组点云的初始位姿变换;然后,利用主轴基向量的关系校正主轴方向,完成两组点云的大致配准。针对具有部分重叠区域的点云,粗配准后利用KD-tree算法搜索最近点。根据点云重叠部分,提出一种利用有效点对进行ICP迭代求解算法,利用有效点对中欧式距离较大的点对,完成精配准。通过在公开数据集Bunny和实测数据支座点云上的实验表明,改进算法能够为ICP算法提供较好初值,加速具有局部重叠度的点云配准,同时对配准精度也有较高的鲁棒性。 展开更多

关键词 点云配准 主成分分析 主轴校正 ICP 重叠点云 有效点对

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于特征的点云精确配准算法 被引量：7

5

作者 许斌 李忠科 +2 位作者 吕培军 孙玉春 王勇 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2013年第11期112-114,122,共4页

在散乱点云的配准过程中,由于不同次扫描得到的点云模型之间的重叠部分可能较小且点云具有丰富的几何细节,致使传统ICP(Iterative Closest Point)精确配准算法很难得到理想精度。针对这个问题以Chen和Medioni提出的点面距离误差测度函... 在散乱点云的配准过程中,由于不同次扫描得到的点云模型之间的重叠部分可能较小且点云具有丰富的几何细节,致使传统ICP(Iterative Closest Point)精确配准算法很难得到理想精度。针对这个问题以Chen和Medioni提出的点面距离误差测度函数为基础,结合基于特征的点云配准思想,设计了一种先建立拥有接近的主曲率的匹配点对集合,然后将二次拟合曲面间的平均距离作为误差测度进行迭代优化的精确配准算法。该算法在微小距离精确配准的应用环境下能提供相对于传统ICP算法更好的精度和更高的效率。 展开更多

关键词 散乱点云 ICP算法 主曲率 精确配准

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同测站点云数据的配准算法

6

作者 高益忠 《北京测绘》 2020年第2期180-184,共5页

随着三维激光扫描技术的发展,利用三维激光扫描仪采集信息,构建三维模型成为了热门的课题。由于受到观测环境、观测方向等影响,无法一次性地获得物体的所有的点云数据。因此,不同视角下点云数据的配准成为了三维建模中的关键技术,直接... 随着三维激光扫描技术的发展,利用三维激光扫描仪采集信息,构建三维模型成为了热门的课题。由于受到观测环境、观测方向等影响,无法一次性地获得物体的所有的点云数据。因此,不同视角下点云数据的配准成为了三维建模中的关键技术,直接影响了最终的重合结果以及模型精度。本文着重研究主方向贴合法和最近点迭代算法(ICP算法),基于matlab平台编写算法,并对算法进行研究,得出配准结果以及配准精度。 展开更多

关键词 点云数据配准 主方向贴合法 粗配准 ICP算法 精配准

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种改进的基于PCA的ICP点云配准算法研究 被引量：25

7

作者 刘哲 周天 +1 位作者 彭东东 冯晨 《黑龙江大学自然科学学报》 CAS 2019年第4期473-478,共6页

三维点云配准是三维重建过程中的重要环节,ICP配准算法无法处理初始位姿相差较大的点云,结果可能陷入局部最优的问题。本文提出了一种改进的基于PCA的快速ICP匹配算法,通过对两组点云进行主成分求解,形成各自的PCA坐标系。对两组点云分... 三维点云配准是三维重建过程中的重要环节,ICP配准算法无法处理初始位姿相差较大的点云,结果可能陷入局部最优的问题。本文提出了一种改进的基于PCA的快速ICP匹配算法,通过对两组点云进行主成分求解,形成各自的PCA坐标系。对两组点云分别进行坐标系转换,通过主轴校正矩阵解决了PCA主轴反向问题;利用K-D tree快速搜索最近点改进传统ICP 方法,完成点云的快速精确配准。实验表明,该配准算法可以有效处理点云初始位置较差的情况,实现任意位姿关系下的两组点云的快速精确配准。 展开更多

关键词 点云配准 主成分分析 主轴方向 K-D TREE ICP 位姿变换

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于动态椭圆的LiDAR数据窗户边界提取研究 被引量：5

8

作者 杨清科 李永强 +2 位作者 刘聪 李鹏鹏 范辉龙 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2019年第2期61-67,共7页

针对复杂建筑物立面中窗户精细提取的难题,该文基于车载LiDAR数据提出一套完整的不规则窗户边界提取方法:先通过RANSAC算法探测建筑物主墙面点云,借助语义特征分离墙面和非墙面点云;再通过坐标变换,将非墙面点云转换到水平面,采用格网... 针对复杂建筑物立面中窗户精细提取的难题,该文基于车载LiDAR数据提出一套完整的不规则窗户边界提取方法:先通过RANSAC算法探测建筑物主墙面点云,借助语义特征分离墙面和非墙面点云;再通过坐标变换,将非墙面点云转换到水平面,采用格网对水平面内点集的邻域关系进行判断,使用平面八邻域连通性探测方法对二维平面内窗户点进行聚类,分别存储聚类后的每一个窗户点云;然后采用改进的动态椭圆凸壳算法,检测聚类后各窗户边界轮廓点;最后对窗户点云坐标逆变换,得到建筑物立面中的窗户边界。通过实验验证了该算法的准确性。 展开更多

关键词 车载LiDAR 建筑物主墙面 RANSAC 非墙面点云 动态椭圆

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种顾及主方向的点云配准施工检测方法 被引量：2

9

作者 唐菲菲 王巨晖 +1 位作者 王章朋 陈星池 《地理空间信息》 2023年第12期43-46,共4页

面向建筑物施工的全局偏差检测需求,提出一种顾及主方向的PCA-ICP点云配准施工检测方法。首先将BIM设计模型数据转换为BIM点云数据;然后运用顾及主方向的PCA(主成分分析)粗配准结合ICP(迭代最近点)精配准,即顾及主方向的PCA-ICP配准方法... 面向建筑物施工的全局偏差检测需求,提出一种顾及主方向的PCA-ICP点云配准施工检测方法。首先将BIM设计模型数据转换为BIM点云数据;然后运用顾及主方向的PCA(主成分分析)粗配准结合ICP(迭代最近点)精配准,即顾及主方向的PCA-ICP配准方法,在无控制点条件下实现三维激光点云与BIM点云配准,并计算配准均方误差E;最后利用M_(3)C_(2)算法和均方误差E计算出三维激光点云与BIM点云之间的偏差值和偏差值误差范围,最终统计得到施工偏差结果。以某体育场馆钢结构为例,实验结果表明,该方法较常规偏差检测方法可以得到建筑物实际施工的全局偏差。实验结果可为建筑物施工提供参考。 展开更多

关键词 光点云 点云配准 点云主方向 M_3C_2距离计算 施工检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

附加主方向判定的PCA点云数据初始配准算法 被引量：7

10

作者 王来强 包静 《测绘地理信息》 CSCD 2021年第6期59-62,66,共5页

针对标准主成分分析(principal component analysis,PCA)算法配准未顾及不同点云数据集的主方向一致性造成的配准失真问题,基于空间向量理论提出一种附加主方向判定和调整的改进主成分分析点云数据初始配准算法,给出了该算法原理,在标准... 针对标准主成分分析(principal component analysis,PCA)算法配准未顾及不同点云数据集的主方向一致性造成的配准失真问题,基于空间向量理论提出一种附加主方向判定和调整的改进主成分分析点云数据初始配准算法,给出了该算法原理,在标准PCA算法基础上附加了主方向一致性判定条件,对不同点云数据集的方向采用向量积进行判定和调整,以保证点云初始配准的正确性。模拟实验结果表明:标准PCA配准算法未顾及不同点云数据的方向,致使配准结果出现错误,而附加主方向判定的PCA配准算法顾及了不同点云数据的方向而得到了正确的配准结果,可为后期点云数据的精确配准提供良好的初始位置。 展开更多

关键词 点云数据 主成分分析 主方向判定 初始配准

原文传递

主减速器齿轮强度的有限元分析 被引量：1

11

作者 刘挺 《江苏科技信息》 2017年第34期37-39,共3页

车用主减速器对整车的动力性、经济性、振动噪音、使用寿命等有较大影响,主减速器中主被动齿轮副的动态接触啮合质量也会直接影响汽车后桥的振动与舒适性。文章在采用三坐标扫描仪对双曲面齿轮的齿面进行扫描获得相应的点云图的基础上,... 车用主减速器对整车的动力性、经济性、振动噪音、使用寿命等有较大影响,主减速器中主被动齿轮副的动态接触啮合质量也会直接影响汽车后桥的振动与舒适性。文章在采用三坐标扫描仪对双曲面齿轮的齿面进行扫描获得相应的点云图的基础上,基于CATIA软件对点云图进行处理,运用三维特征投影、多截面拉伸等手段建立了主、被动双曲面齿轮的实体模型。基于发动机额定扭矩、变速箱、传动系的传动比与传动效率,计算了某特种车各挡位对应的接触区域的激励特性,进一步采用结构有限元方法对各挡位下主减速器的强度和刚度进行了分析。 展开更多

关键词 主减速器 准双曲面齿轮 点云处理 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

输电通道机载激光点云多级配准研究 被引量：1

12

作者 杜伟 刘洋 +4 位作者 杨国柱 王和平 李致东 李俊磊 习晓环 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2021年第6期1294-1298,共5页

机载LiDAR在输电通道变化检测应用中的关键是多时相点云的高效高精度配准,实验将PCA主轴变换与改进ICP算法相结合提出一种多级配准方法。首先基于输电通道杆塔不易形变的特点,采用PCA算法计算对应杆塔点云的3个主轴向量,通过校正主轴方... 机载LiDAR在输电通道变化检测应用中的关键是多时相点云的高效高精度配准,实验将PCA主轴变换与改进ICP算法相结合提出一种多级配准方法。首先基于输电通道杆塔不易形变的特点,采用PCA算法计算对应杆塔点云的3个主轴向量,通过校正主轴方向得到两组杆塔点云的粗略位姿变换关系,然后利用改进搜索和收敛策略的ICP方法实现精配准,最后将变换参数应用于全局完成多期点云的精配准。实验表明,该方法在效率和精度方面都得到较大提升,配准前后的平均点位误差可以减小约94%。 展开更多

关键词 机载激光雷达 多级配准 杆塔点云 主轴向量 输电通道

原文传递

基于车载激光雷达技术的交通智能控制系统设计 被引量：1

13

作者 肖智中 赵喜玲 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第11期196-200,共5页

为解决交通流量变化较大时段内信号灯控制效果不理想的问题,缓解城市交通的拥堵情况,设计基于车载激光雷达技术的交通智能控制系统。以ARM处理器为核心元件,按需连接主控电路、黄闪模块两类智能化设备主机,实现交通控制系统的硬件执行... 为解决交通流量变化较大时段内信号灯控制效果不理想的问题,缓解城市交通的拥堵情况,设计基于车载激光雷达技术的交通智能控制系统。以ARM处理器为核心元件,按需连接主控电路、黄闪模块两类智能化设备主机,实现交通控制系统的硬件执行环境搭建。在此基础上,采集各类激光点云数据样本,通过提取车辆特征的方式,确定待识别的行人目标参量,实现系统的软件执行环境搭建,结合相关硬件设备结构,完成基于车载激光雷达技术的交通智能控制系统设计。实验结果表明,与BP型、交叉型交通控制系统相比,基于车载激光雷达技术交通智能控制系统可同时干预的信号灯主机数量更多、车流信息的平均传输时间更短,能够在改善信号灯控制效果的同时,解决城市交通在流量变化较大时段内的日常性拥堵问题。 展开更多

关键词 激光雷达 智能控制 车载系统 主控制电路 黄色闪光模块 激光点云数据 车辆地性 行人目标

原文传递

基于线框分析方法的建筑物主体模型智能构建

14

作者 王贲文 臧玉府 黄奕舒 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第6期669-677,共9页

空间信息获取技术的发展推动了三维点云数据的建筑模型构建研究.然而,现有的模型构建方法大多依赖人工交互的方式,极高的人工和时间成本消耗不利于大范围城市模型的构建及应用.针对上述问题,本文提出一种基于线框分析的建筑物主体模型... 空间信息获取技术的发展推动了三维点云数据的建筑模型构建研究.然而,现有的模型构建方法大多依赖人工交互的方式,极高的人工和时间成本消耗不利于大范围城市模型的构建及应用.针对上述问题,本文提出一种基于线框分析的建筑物主体模型构建方法.首先对原始建筑物点云进行滤波与归一化处理,并提取建筑物的多层次边界多边形综合描述建筑边界结构;然后将各层次边界多边形分割出简单、易控的多个矩形基元,采用稳健的层次化矩形连接、分析算法生成完整的建筑物主体结构模型;最后通过对三组结构复杂、遮挡严重的建筑物点云数据的实验表明该方法具有良好的性能,可以稳健地处理存在数据缺失、点密度差异的建筑物点云数据,并且兼顾了建筑物不同高度上的结构差异性,实现了建筑物线框模型的高精度构建. 展开更多

关键词 三维点云 边界多边形 矩形连接 主体结构 线框模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于改进的ICP与主方向贴合的点云配准算法

15

作者 朱锦杰 《北京测绘》 2023年第8期1176-1181,共6页

为提高点云配准的效率与精度,弥补传统点云配准算法中的不足。本文尝试将主方向贴合算法与改进的最近点迭代(IICP)算法作为组合点云配准算法;该组合算法充分利用主方向贴合算法在粗配准中的优势,并结合IICP算法作为精配准的方法。以某... 为提高点云配准的效率与精度,弥补传统点云配准算法中的不足。本文尝试将主方向贴合算法与改进的最近点迭代(IICP)算法作为组合点云配准算法;该组合算法充分利用主方向贴合算法在粗配准中的优势,并结合IICP算法作为精配准的方法。以某三维激光扫描建模工程为案例,依靠Matlab软件编程实现了本文所提及的配准算法。试验结果表明,改进的ICP算法较传统ICP算法配准效率与精度均有提高。充分验证了主方向贴合算法与IICP点云算法在点云三维模型构建方面的有效性。 展开更多

关键词 点云数据配准 主方向贴合法 粗配准 最近点迭代算法 精配准

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种新型的反应堆压力容器螺栓孔三维检查设备的研制

16

作者 付小军 《无损探伤》 2025年第3期27-32,共6页

使用压力容器主螺栓孔检查设备是完成螺栓孔质量检查的重要方法之一。本文针对传统的反应堆压力容器主螺栓孔检查装置无法展示螺栓孔三维形貌的缺点,设计一款用于压力容器主螺栓孔的三维检查设备,该设备依靠激光扫描与点云处理相关技术... 使用压力容器主螺栓孔检查设备是完成螺栓孔质量检查的重要方法之一。本文针对传统的反应堆压力容器主螺栓孔检查装置无法展示螺栓孔三维形貌的缺点,设计一款用于压力容器主螺栓孔的三维检查设备,该设备依靠激光扫描与点云处理相关技术,通过系统软件可以逆向重构出待检测螺栓孔的三维模型,并可以准确地完成缺陷的识别与定位。最后通过实验对本文研制的设备进行功能和精度的验证。实验结果表明,该设备可以完成对压力容器主螺栓孔的三维检查,可以达到设定的检查要求。 展开更多

关键词 压力容器 主螺栓孔 三维检查 点云

原文传递

一种基于三维点云处理的反应堆压力容器主螺栓孔缺陷识别方法

17

作者 付小军 《无损探伤》 2025年第2期14-19,共6页

反应堆压力容器是核反应堆发电系统的关键部件之一,在其役前与役后对法兰面的主螺栓孔进行质量检查非常重要。传统的反应堆压力容器主螺栓孔多采用视频流或图片流的形式完成表面质量与缺陷的检测,这些方法虽然能够完成质量检测任务,但... 反应堆压力容器是核反应堆发电系统的关键部件之一,在其役前与役后对法兰面的主螺栓孔进行质量检查非常重要。传统的反应堆压力容器主螺栓孔多采用视频流或图片流的形式完成表面质量与缺陷的检测,这些方法虽然能够完成质量检测任务,但无法以三维立体的形式直观地展现出缺陷的具体分布。因此本文提出了一种基于三维点云处理的反应堆压力容器主螺栓孔的缺陷识别方法,该方法基于点云重构、点云处理、点云配准等相关技术完成了对待检测主螺栓孔的三维建模和缺陷识别。实验结果表明,该方法精度高,以三维模型的方式可以直观地反应出缺陷信息,可以完成反应堆压力容器主螺栓孔的缺陷识别工作。 展开更多

关键词 点云处理 压力容器 主螺栓孔 缺陷识别

原文传递