基于無(wú)標(biāo)志點(diǎn)溶洞三維激光點(diǎn)云自動(dòng)拼接算法及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著地面三維激光掃描儀在三維建模領(lǐng)域的快速發(fā)展應(yīng)用，三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。由于激光直線(xiàn)傳播的工作原理，想要獲取掃描目標(biāo)完整的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，需要圍繞目標(biāo)物在不同的站點(diǎn)設(shè)置不同的掃描站采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)。在點(diǎn)云數(shù)據(jù)后處理中，至關(guān)重要的一步就是將目標(biāo)多個(gè)局部掃描點(diǎn)云通過(guò)一定方法拼接為完整的目標(biāo)物，然后在進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)消冗、三維點(diǎn)云建模等后處理工作。
　　針對(duì)喀斯特地貌下旅游溶洞特殊的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，將地面三維激光掃描儀應(yīng)用于溶洞三維

2、建模，對(duì)于推動(dòng)溶洞旅游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是非常有利的，本文對(duì)基于無(wú)標(biāo)志點(diǎn)溶洞三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的自動(dòng)拼接進(jìn)行了深入研究。首先對(duì)溶洞點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括采用基于統(tǒng)計(jì)分析的濾波算法濾除原始溶洞點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的噪聲點(diǎn)，對(duì)濾除噪聲點(diǎn)后的海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行三維體素精簡(jiǎn)，利用三維體素精簡(jiǎn)點(diǎn)云數(shù)量的同時(shí)較好的保持了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的原始幾何特征。然后對(duì)精簡(jiǎn)后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。拼接算法包括：基于三維SHOT局部參考描述子同名特征點(diǎn)的多個(gè)溶洞點(diǎn)云無(wú)縫初始拼接和基于3D-N

3、DT溶洞點(diǎn)云自動(dòng)精確拼接?；谕卣鼽c(diǎn)的多個(gè)溶洞點(diǎn)云無(wú)縫初始拼接算法主要是針對(duì)滿(mǎn)足閉合條件掃描的多個(gè)點(diǎn)云，第一步采用三維SHOT局部參考描述子獲取兩兩掃描站之間的同名特征點(diǎn)，第二步對(duì)于序列拼接掃描點(diǎn)云的拼接誤差累積，采用基于閉合約束條件將其累積拼接誤差分配到每?jī)蓛蓲呙椟c(diǎn)云拼接參數(shù)中，實(shí)驗(yàn)分析表明該算法能夠達(dá)到無(wú)縫初始拼接，從而能更加客觀(guān)的反映目標(biāo)物的完整性；基于無(wú)標(biāo)志點(diǎn)3D-NDT溶洞點(diǎn)云自動(dòng)精確拼接算法主要原理是將一個(gè)三維體素內(nèi)點(diǎn)云