面向吊車工作環(huán)境的靜態(tài)場景三維重建.pdf

1、在自動吊車系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程操作人員需要在操作室內(nèi)監(jiān)控吊車工作場景。因此本文搭建了一套全方位三維掃描系統(tǒng)獲取吊車工作環(huán)境的三維深度信息和紋理信息，通過對場景三維數(shù)據(jù)的分析和處理，三維重建系統(tǒng)向遠(yuǎn)程操作人員呈現(xiàn)了一個反映現(xiàn)場真實情景的三維模型。
　　首先，本文根據(jù)現(xiàn)場工作環(huán)境特點(diǎn)設(shè)計了一套三維數(shù)據(jù)掃描裝置，完成了對激光和步進(jìn)電機(jī)的同步控制，實現(xiàn)了對現(xiàn)場工作場景的三維信息采集，通過一系列實驗得到了工作場景的三維點(diǎn)模型。
　　其次，本文

2、通過精簡、去噪和平滑等預(yù)處理操作實現(xiàn)了對點(diǎn)云模型的優(yōu)化處理。對多次掃描得到的點(diǎn)云模型應(yīng)用自動配準(zhǔn)算法實現(xiàn)數(shù)據(jù)集之間的配準(zhǔn)拼接，在此基礎(chǔ)上本文提出一種基于曲率特征點(diǎn)的改進(jìn)型3D-NDT配準(zhǔn)算法，實驗結(jié)果表明本文的改進(jìn)算法有效地縮短了配準(zhǔn)算法的運(yùn)行時間。此外本文提出應(yīng)用BLUE估計算法實現(xiàn)點(diǎn)云重疊區(qū)域數(shù)據(jù)融合，消除因配準(zhǔn)拼接導(dǎo)致的密度不均勻現(xiàn)象，經(jīng)實驗驗證該點(diǎn)云融合算法可以得到比較均勻平滑的融合效果。
　　再次，本文提出對點(diǎn)云模型中存

3、在的孔洞進(jìn)行檢測及修補(bǔ)，使得點(diǎn)云模型更加完整。孔洞修補(bǔ)策略分為三個主要步驟：點(diǎn)云邊界點(diǎn)檢測、閉合多邊形孔洞提取以及 Z字形均勻采樣修補(bǔ)。本文分別對每個步驟進(jìn)行實驗驗證，得到了較好的孔洞修補(bǔ)效果。在完成點(diǎn)云孔洞修補(bǔ)之后，應(yīng)用貪婪投影算法對離散點(diǎn)云進(jìn)行曲面模型建模，建立點(diǎn)與點(diǎn)之間的聯(lián)系，還原場景真實的三維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為了得到更加易于理解的帶紋理信息的三維模型，本文通過計算三個坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系實現(xiàn)了激光與攝像機(jī)的信息融合。
　　最后，