三维激光点云配准与摄影测量漏洞修补研究

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1、分类号:P2210710-2015226018专业硕士学位论文三维激光点云配准与摄影测量漏洞修补研究王俊豪导师姓名职称杨建华副教授专业学位类别申请学位类别硕士测绘工程及领域名称论文提交日期2018年4月18日论文答辩日期2018年6月1日学位授予单位长安大学ResearchonThree-dimensionalLaserPointCloudRegistrationandPhotogrammetricPointCloudHoleRepairingAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：

2、WangJunhaoSupervisor：AssociateProf.YangJianhuaChang’anUniversity,Xi’an,China摘要作为一种新的空间数据信息获取技术，三维激光扫描技术已广泛应用在三维建模、文物保护、逆向工程、虚拟现实等诸多领域。由于在三维激光扫描过程中存在遮挡或者被测物体结构复杂等原因，获取到的点云数据不可避免地会产生空洞，从而影响数字模型的完整性与质量。本文针对三维激光扫描点云空洞问题，在分析三维激光扫描技术与近景摄影测量技术原理和特点的基础上，研究了三维激光点云配准与基于影像辅助点云空洞修补

3、的方法；提出基于任意旋转角的点云配准算法，将基于像片生成的点云与原始激光点云进行配准融合实现修补点云空洞，最后通过实验证明了该方法的可行性。论文的具体研究内容如下：1、介绍了点云数据与影像数据的获取方法及其预处理，说明了三维激光点云数据与近景摄影测量数据进行融合的可行性。2、说明了影像点云数据配准的原理，针对配准中出现的任意旋转角问题，提出基于严密七参数的抗差点云配准方法。3、研究了点云数据与影像数据配准融合方法，论述了基于单相机多像片的三维点云坐标的量测方法。通过配准精度分析，验证了该算法的实用性以及激光点云数据与影像数据配准融合的

4、可行性。4、通过实验对激光点云漏洞修补方法进行研究，实验证明基于像片的点云可以有效修补扫描仪点云空洞。通过精度分析，配准后的点位中误差达到0.0155m，证明基于摄影测量的点云可以与激光扫描点云进行有效的融合。关键词：激光扫描，点云配准，摄影测量，点云漏洞修补iAbstractAsanewacquisitiontechnologyforspatialdatainformation,three-dimensionallaserscanningtechnologyhasbeenwidelyusedinmanyfields,suchasth

5、ree-dimensionalmodeling,culturalrelicprotection,reverseengineering,virtualrealityandsoon.Duetothepresenceofobstructionsinthethree-dimensionallaserscanningprocessorthecomplexstructureofthemeasuredobject,theacquiredpointclouddatawillinevitablyproduceholes,thusaffectingthe

6、integrityandqualityofthedigitalmodel.Inthispaper,basedontheprincipleandcharacteristicsofthree-dimensionallaserscanningtechnologyandclose-rangephotogrammetry,aimingattheproblemofthree-dimensionallaserscanningpointcloudholes,three-dimensionallaserpointcloudregistrationand

7、pointcloud-holerepairbasedonimagesassistedarestudied.Apointcloudregistrationalgorithmbasedonanarbitraryrotationangleisproposed.Thepointcloudgeneratedbasedonphotogramsisfusedwiththeoriginallaserpointcloudtorealizetherepairofpointcloudholes.Finally,thefeasibilityofthemeth

8、odisprovedbyexperiments.Thespecificresearchcontentsofthispaperareasfollows:1.Themethodofobtainingandpreprocess