激光扫描点云的体素化方法研究

激光扫描点云的体素化方法研究

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摘要：

三维激光扫描技术越来越多地 用于重建扫描场景三维模型和感知周围环

境。

但是在扫描过程中 ，

被遮挡的区域没有扫描数据，

表现为扫描场景中的空洞

区域，这妨碍了对扫描数据进行三维构网。此外，即使经过三维构网，依然要进

行诸如补洞的编辑工作，

使得后期处理十分繁琐。

除了 使用三维构网以外，

三维

场景也可以使用体素（

voxel

）进行建模。基于体素的三维重建的关键问题是点

< br>云的体素化，

本文尝试使用体素对三维场景进行建模，

并 提出一种建立初始体素

的三维建模方法，实验证明该方法能准确、形象、真实得表现被扫 描物体，并且

能很好的填补扫描场景中的空洞区域，

使三维模型 看起来接近于实物，

本文的研

究结果对于激光扫描数据用于扫描 场景的自动三维重建具有实践意义。

关键词：

激光扫描；体素化；初始体素；三维模型

A Research on Voxelization of LiDAR Point Clouds

Abstract:

3D

laser

scanning

technology

is

increasingly

used

to

reconstruct

three-dimensional models of the scanning scene and sensing surroundings. However,

the obscured area can not get point cloud data, and it is difficult for reconstructing the

three-dimensional

models

by

using

triangulated

irregular

network.

Moreover,

even

after

reconstructing

by

the

triangulated

irregular

network,

empty

regions

devoid

of

points

are

typically

covered

by

the

resulting

surface,

provided

that

there

are

points

available

outside

the

regions

that

can

be

connected,

and

it

is

inconvenience

for

post-processing. In addition to using triangulated irregular network, three-dimensional

models

can

also

reconstruct

by

using

voxels.

The

key

question

voxel-based

three- dimensional

reconstruction

is

the

voxelization

of

the

point

clouds,

this

paper

attempts

to

use

voxels

to

reconstruct

three- dimensional

models

and

establish

the

initial

voxel.

This

research

show

the

method

that

can

make

the

three-dimensional

models

accurately,

it

can

fill

the

empty

regions.

The

result

of

this

experiment

has

practical significance for the laser scanning data reconstructing.

.

Key words:

LiDAR

; voxelization;

initial voxel ;3D models

目录

1

引言

< /p>

........................................ ......................

1

1.1

研究意义和背景

.

................................. ...............

1

1.2

三维激光扫描技术应用领域

......................................

1

1.3

国内外研究现状

......... .......................................

2

2

体素 及体素化的概念

................................ ................

4

3

使用体素进行三维建模的应用实例

....................................

4

3.1

数据

.............. ............................................

4

3.2

Bresenham

算法的三维实现

.......................................

5

3.3

建模过程

............ ..........................................

6

3.3.1

数据提取

.

.................................................. .

6

3.3.2

三维模型构建

.

...............................................

7

4

结论 与展望

.................................... ...................

1

1

参考文 献

...................................... .....................

1

2

附录< /p>

........................................ .......................

1

4

1

引言

1.1

研究意义和背景

数字城市是未来城市发展的趋势，

构建三维城市模型则是其中必不可少的内< /p>

容与步骤，是建立数字城市重要的基础之一

[1]

。

LiDAR

(Light

Detection

and

Ranging)

激光雷达技术是近几十年来发展的一种新兴 的、革命性的技术，在数

字化的今天，激光雷达更是展现出其不可替代的作用。利用激光 雷达对建筑物、

地形等进行三维激光扫描能够快速获取三维立体空间的测量信息，

因此，

三维激

光扫描技术越来越多地被用于重 建扫描场景三维模型和感知周围环境。

目前主流

的扫描仪分为光 学三维扫描仪与激光三维扫描仪两种

[2]

。

< br>三维激光扫描技术依据

载体的不同又分为地面三维激光扫描技术和机载激光雷达扫 描技术。

激光三维扫

描仪一般适用于大型场景建模，