基于激光點云與影像融合的三維可視化研究.pdf

1、三維激光掃描儀能夠很便捷地獲得目標場景表面的點云數(shù)據(jù)，但是原始點云數(shù)據(jù)僅包含空間幾何信息，而高分辨率的CCD相機能夠獲取目標場景的二維彩色影像，影像數(shù)據(jù)能夠提供目標場景真實的顏色紋理信息，將點云數(shù)據(jù)與影像數(shù)據(jù)融合起來能夠構(gòu)建最真實的虛擬三維模型，在數(shù)字城市、虛擬現(xiàn)實等諸多三維可視化領(lǐng)域具有廣泛的前景。
　　本文對點云與影像融合的三維可視化的研究主要涉及三個關(guān)鍵的問題，即點云與影像數(shù)據(jù)的配準、點云的三維可視化、點云與多視影像的融合。

2、首選借鑒二維激光掃描儀和相機的平面標定方法，提出了一種基于Point-to-Plane ICP的點云與影像數(shù)據(jù)配準方法，該方法使用RANSAC算法提取場景中的平面標定板點云，通過優(yōu)化點集到相機坐標系中對應(yīng)平面的距離來求取兩組數(shù)據(jù)之間的最優(yōu)變換，進而計算出點云與影像數(shù)據(jù)之間的配準變換；其次針對點云三維可視化問題，采用基于MLS曲面投影的點云上采樣方法，在保存點云原始特征的前提下提高了點云分辨率及影像像素的利用率，增強了彩色點云的可視化效果

3、，接著使用WebGL技術(shù)實現(xiàn)了點云的可視化，通過構(gòu)建多分辨率八叉樹點云組織結(jié)構(gòu)，提升了大規(guī)模點云數(shù)據(jù)的傳輸和渲染性能，該方法僅依靠瀏覽器就能實現(xiàn)點云數(shù)據(jù)的可視化，拓展了點云數(shù)據(jù)的可訪問性和可用性；最后通過旋轉(zhuǎn)相機的方式獲取多視影像，通過圖像特征匹配的方式提高了相機旋轉(zhuǎn)參數(shù)的估計精度，有效地解決了點云數(shù)據(jù)與多幅影像數(shù)據(jù)之間的配準問題。
　　在上述方法研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一套基于激光點云與影像數(shù)據(jù)融合的三維可視化軟硬件系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)