基于地面三维激光扫描技术的三维模型重建毕业设计

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1、目录 摘要摘要 1 1 ABSTRACTABSTRACT 2 2 1 1、绪论、绪论 3 3 1.1 研究背景 3 1.2 研究目的 4 1.3 研究现状 4 1.4 三维激光扫描系统的工作流程 7 1.5 全文的组织结构如下： 9 2 2、三维激光扫描仪的工作原理及分类、三维激光扫描仪的工作原理及分类 1010 2.1 距离测量 . 12 2.1.1 三角测距法 . 12 2.1.2 脉冲测距法 . 12 2.1.3 相位测距法 . 13 2.2 测角方法 . 13 2.2.1 角位移测量法 . 13 2.2.2 线位移测量法 . 13 2.3 扫描方法 . 13 2.4 转换方法 . 14

2、 2.5 三维激光扫描仪的分类 . 14 2.5.1 按平台分类 . 14 2.5.2 按距离划分 . 14 2.5.3 按工作原理划分 . 15 3 3、点云数据的获取、点云数据的获取 1515 3.1 非接触法 . 15 3.1.1 主动法 . 16 3.1.2 被动法 . 16 4 4、激光扫描系统的定位、激光扫描系统的定位 1717 4.1 获取整个测区范围内各个地物的相对位置关系的定位 . 17 4.2 激光扫描系统的整体定位 . 18 5 5、 点云数据的配准点云数据的配准 1818 5.1 部分区域的配准方法 . 18 5.2 全局配准 . 19 5.2.1 动态法 . 19 5

3、.2.2 ICP 算法 . 20 5.2.3 基于灰度的配准算法 . 20 5.2.4 基于几何特征的配准算法 . 20 6 6、点云数据的处理、点云数据的处理 2020 6.1 点云数据去噪处理 . 22 6.1.1 双边滤波去噪处理 . 22 6.1.2 小波阈值去噪 . 22 图：小波去噪过程 . 23 6.2 点云数据的压缩 . 23 6.2.1 曲线拟合的方法 . 23 6.2.2 区域重心的压缩方法 . 23 6.2.3 共顶点法 . 25 7 7、地物的三维模型和对模型的分析、地物的三维模型和对模型的分析 2626 7.1 地物的三维模型 . 26 7.1.1 点云模型 . 26

4、 7.1.2 三角网模型 . 26 7.2 对地面实物模型的分析 . 27 7.2.1. 对古物的分析 27 7.2.2. 进行地物的变形监测 27 7.2.3 建立数字城市 . 27 8 8、纹理映射、纹理映射 2828 8.1 纹理贴图的流程 . 28 8.2 图像拼接与映射 . 28 结论结论 3030 致谢致谢 3131 参考文献参考文献 3232 基于地面三维激光扫面技术的三维模型重建 1 基于地面三维激光扫面技术的三维模型重建 摘要 随着科学技术的进步，外业测量技术的不断提高，地面实物的模型建立也越来越受 到世界范围内各国科技人员的关注。由于传统的测量技术精度不高，要受到很多方面的

5、 影响，所以利用激光测距原理发展起来的激光扫描仪就变得很有优势。激光相干性比较 好，测距快速准确。所以利用激光扫描仪进行的地面实物的测量不但速度快、精度高， 而且还具有实时性强等特点。三维激光扫描仪可以按照平台、扫描有效距、工作原理等 进行分类。激光扫描仪可以对各种复杂的环境进行探测，而且探测的领域还比较广，像 城市规划时的探测、矿物的探测。三维激光扫描仪可以将探测到的地面实物的数据输入 计算机中进行处理，然后进行地面实物的模型重建工作。模型重建对社会生活中的很多 方面都有很大的帮助，像进行考古工作的人员就可以利用激光扫描模型重建技术建立古 物的模型，这对考古分析工作非常重要。除此以外，还可以

6、利用三维激光扫描技术的模 型重建进行数字城市的建设等。本文主要分析了三维激光扫描系统的工作原理与分类， 以及利用三维激光扫描仪进行地面实物的模型重建的基本流程和在每一个流程中可以 实现的方法，最终建立地面实物的立体模型。 关键字：激光扫描、点云数据、定位、模型重建 基于地面三维激光扫面技术的三维模型重建 2 BASED ON THE GROUND THREE-DIMENSIONAL LASER SCANNING TECHNOLOGY OF 3D MODEL RECONSTRUCTION ABSTRACT With the progress of science and technology, the field measurement technology unceasing enhancement, the physical model is becoming more and more attention by countries around the world within the scope of science and technology per