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建筑物立面采用点云数据,提取直线段特征的方法。

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简介:
针对当前利用建筑物立面点云数据检测和提取直线段特征的现有技术,其存在漏检严重以及准确性不足的显著问题,本文提出了一种基于切片技术的建筑物立面点云直线段特征提取方法。首先,对建筑物的点云姿态进行调整,使其走向与Y坐标轴对齐。随后,沿三个坐标轴方向对点云数据进行切片操作,并在每个切片区域内提取特征点。接着,分别针对三个方向提取的特征点,采用圆柱体生长算法进行直线段聚类处理。最后,通过采用残差1范数最小化方法对聚类后的特征点的直线段进行拟合,并对直线段端点进行精细调整和优化。为了验证本文方法的有效性,我们采用了多组实验数据集进行严格的测试。实验结果表明:本文提出的方法在直线段提取精度上达到了点云中平均点间距的1/2;相比于依赖平面分割和图像检测的技术方案,本文方法在精确率上平均提升了2.4%,在召回率上平均提升了48.1%,从而能够更准确、更有效地从建筑物立面点云数据中提取出高质量的直线段特征信息。

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客服
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  • 线
    优质
    本研究提出一种针对建筑立面点云数据的直线段特征自动提取方法,旨在提高建筑物三维模型重建的精度和效率。 为解决现有从建筑物立面点云数据中检测提取直线段特征方法中存在的严重漏检现象和准确性不足的问题,本段落提出了一种基于切片的建筑物立面点云直线段特征提取方法。首先对建筑物点云的姿态进行调整,使其走向与Y坐标轴一致;然后沿三个坐标轴方向对点云进行切片,并在每个切片上分别提取特征点;之后采用圆柱体生长的方式,在各个方向上的特征点中聚类出潜在的直线段;最后通过残差1范数最小化的方法来拟合这些线性特征,同时调整和优化生成的直线段端点。经过多组实验数据验证,本段落方法能够达到较高的提取精度,即平均为点云中的点间距的一半,并且相较于基于平面分割和图像检测的传统方法,在精确率上提高了2.4%,在召回率上则提升了48.1%。因此,该技术可以更加准确有效地从建筑物立面的点云数据中提取直线段特征。
  • 基于边缘向图线
    优质
    本研究提出了一种创新性的建筑直线特征提取算法,通过分析边缘方向图有效识别建筑中的直线元素,提高图像处理和计算机视觉领域的自动化水平。 从建筑物图像中提取直线是许多应用中的关键步骤,包括视觉导航、特征识别以及遥感影像处理等领域。针对复杂建筑物图像的情况,我们提出了一种基于边缘方向图的直线特征提取算法。该算法在Canny边缘检测的基础上引入了边缘方向编码策略,并通过分析9×9局部窗口内的结构来区分直线、曲线和点等不同类型的元素,从而生成一种新的辅助图像——边缘方向图。此外,通过对边缘方向图中连续线段的方向分布进行细致的分析,并结合直线误差判别准则及稀疏直线拟合方法,该算法能够有效识别出建筑物中的直线特征。 实验结果显示,相较于Hough变换和相位编组等传统技术而言,所提出的算法在检测复杂建筑图像中的直线方面表现出更高的准确性、更低的误报率以及漏检率,并且具备更强的稳健性。
  • 模算
    优质
    本研究提出了一种针对建筑物外立面的高效点云建模算法,旨在提高三维重建精度与速度,适用于城市规划、建筑保护等领域。 此算法是基于C++开发的点云建模项目。该压缩包包含多个项目:点云格式转换、点云预处理、点云噪声滤除以及将点云转为深度图。立面识别部分利用建立的深度图通过SVM算法进行识别,而立面建模则主要依据识别结果使用形状语义算法完成。代码编写规范,是进阶C++处理点云的一个良好参考。
  • 分类与——综述
    优质
    本文为点云特征提取方法提供了一篇详尽的综述文章。通过系统性地分析和比较现有的各种技术手段,旨在帮助研究者理解和应用点云数据中的关键信息。 点云特征分类和提取 王莹莹 武汉大学 测绘遥感信息工程国家重点实验室
  • 综述
    优质
    本文是对点云数据中点特征提取技术的一次全面回顾与分析,涵盖了多种算法和应用场景,旨在为相关领域的研究者提供参考。 点特征提取的相关概念 点云的点特征是指在点云数据中能够表示实体几何特性或纹理特征的特定点集合。例如,边界轮廓线上的拐角点或折点、曲线及曲面边界的交叉点以及三个或更多相邻曲面的公共交集等。通过这些关键点,可以有效地建立和优化点云中各个局部曲面之间的拓扑关系。
  • 综述
    优质
    本文全面回顾了点云特征提取领域的研究进展,涵盖了不同类型的特征描述子及其应用,并探讨未来的研究方向。 对三维点云数据的特征分类与提取方法进行总结。
  • 一种线
    优质
    本研究提出了一种创新性的点云特征线条提取方法,通过优化算法从复杂点云数据中高效、准确地识别和抽取关键几何特征线,为三维模型重建及分析提供坚实基础。 本段落提出了一种特征线提取方法,该方法能够同时实现边界线和折边的提取。其中,边界线的提取主要依据邻近投影点相邻向量夹角来完成;而折边的提取则通过分析邻近点向量聚类情况来进行。为了验证所提方法的有效性,研究人员采集了不同类型目标物的点云数据进行了测试。
  • 升DSM精度激光边缘线自动
    优质
    本研究提出了一种创新算法,用于从建筑物的激光点云数据中自动抽取精确的边缘线信息,显著提升了数字表面模型(DSM)的准确性与细节度。 在进行机载激光雷达扫描时,建筑物背面的地面边缘线常常被遮挡,导致无法获取精确的建筑物背面边缘点数据。这使得利用获得的激光点云进行三维重建时创建数字表面模型(DSM)的精度较低。为了消除由于缺失边缘点而导致的DSM精度下降问题,提出了一种自动提取建筑物地面缺失边缘线的方法;通过分析建筑物侧面和地面局部区域内的点云拟合趋势面,并计算相邻局部趋势面之间的交线来补充缺少的部分数据;最后利用包含完整边缘信息的数据重建了建筑的数字表面模型(DSM),并对添加边缘点前后的DSM精度进行了对比实验。仿真结果显示,提取并补全建筑物边缘点能够显著提高其重建DSM的高度精确度。
  • 优质
    点云特征的提取是指从三维空间数据中识别和抽取关键几何或纹理属性的过程,广泛应用于计算机视觉、机器人导航及逆向工程等领域。 本段落介绍了一种直接从表面点云中提取特征线的新方法。无需预先进行表面重建,只需计算一个连接相邻点的邻居图即可完成低成本计算。
  • 谷脊
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    本研究聚焦于从复杂的点云数据中高效准确地提取谷脊特征,为三维几何建模和分析提供关键信息。 散乱点云谷脊特征提取是计算机视觉及三维成像领域中的一个重要研究方向。这一领域的核心在于如何从三维散乱的点云数据中精准地识别出如山谷、脊线等具有重要意义的几何特性,这些特性的发现和应用在地形分析、逆向工程以及机器人导航等领域有着广泛的应用前景。 本段落介绍的方法基于微分“旋度到直线”特征及离散计算策略,提出了一种创新性提取方法。该方法首先通过使用离散拉普拉斯算子对点云数据进行增强,并设定合理的阈值来确定潜在的山谷和脊线特征点;随后,在每个这样的特征点周围构建三角网格面以反映其局部几何特性信息;最后,利用Weingarten映射计算出这些关键位置上的主曲率与方向。通过简单的微分运算及线性插值得到各点在特定方向上是否为极值的判断依据,并据此实现多尺度下的特征提取。 实验数据表明,在处理顶点数量和山谷-脊线特性分别为10375和1129的情况下,该方法仅需耗时97.39毫秒;而当这两个数值分别增长至327853与105482时,则需要花费大约为3956.12毫秒的时间。此技术因其简洁性、稳定性以及避免了传统表面拟合带来的计算成本,使得从点云数据中高效提取山谷和脊线特征成为可能。 该研究利用的关键技术和概念包括: - 点云处理:指在三维空间内通过激光扫描仪等设备获取的一系列独立的坐标数据集合。 - 局部重建(Local Reconstruction): 指对小范围内的表面进行建模,以精确描述物体局部几何特征的过程。 - 拉普拉斯算子(Laplacian Operator):用于增强点云中特定区域或对象边缘的信息处理技术,在图像领域被广泛应用于边缘检测任务之中。 - 阈值化处理:通过设定阈值来过滤和分离出感兴趣的数据特性,是一种常见的分割手段。 - 三角网格构建(Triangulation): 是一种常用的三维数据可视化方法,它将点云转化为由多个小三角形组成的表面模型以更好地展示局部几何特征。 - 主曲率与主方向:描述了给定点处的最显著弯曲程度及其对应的轴向信息,在分析复杂形状时尤为重要。 - 多尺度分析(Multiscale Analysis): 通过在不同分辨率级别上对数据进行处理,可以提取出多层次的信息细节。 - 微分计算(Differential Calculation): 这种方法用于研究函数、曲线和表面的变化趋势及其方向特性,在几何学中有广泛应用价值。 - 线性插值:基于直线假设来估计未知点的数值大小的技术。 综上所述,本研究所提出的散乱点云谷脊特征提取方案通过结合数学算法与计算机图形技术实现了快速而准确地识别出关键三维信息的目标。这不仅有助于加快视觉信息处理的速度并提升准确性,而且对推动相关领域的研究进展有着深远的意义和价值。