基于上下文的三維點(diǎn)云補(bǔ)全技術(shù)研究.pdf

1、三維點(diǎn)云是一種應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的新型媒體數(shù)據(jù)。在獲取三維點(diǎn)云的過程中，由遮擋（即激光雷達(dá)在掃描目標(biāo)的過程中被其它目標(biāo)遮擋）產(chǎn)生的數(shù)據(jù)缺失是點(diǎn)云數(shù)據(jù)的主要質(zhì)量問題之一。傳統(tǒng)測(cè)繪方法采用人工多站掃描的方式來解決該問題，消耗人力物力較大且效果受環(huán)境影響嚴(yán)重。點(diǎn)云數(shù)據(jù)完整性極大程度地影響其后續(xù)應(yīng)用效果。針對(duì)該問題，本文對(duì)基于上下文的三維點(diǎn)云自動(dòng)補(bǔ)全技術(shù)進(jìn)行研究。該研究主要分為三維點(diǎn)云被遮擋區(qū)域邊緣檢測(cè)及被遮擋區(qū)域補(bǔ)全兩個(gè)部分。
　　首先，針對(duì)

2、三維點(diǎn)云被遮擋區(qū)域檢測(cè)問題，本文提出了一種三維點(diǎn)云被遮擋區(qū)域邊緣自動(dòng)檢測(cè)方法。該部分工作的核心問題是如何準(zhǔn)確地區(qū)分缺失區(qū)域邊緣及完整表面邊緣（如窗框，交通標(biāo)志牌邊緣等），而傳統(tǒng)的基于幾何特征的邊緣檢測(cè)方法難以區(qū)分兩類邊緣點(diǎn)。與傳統(tǒng)方法不同，該方法通過引入激光雷達(dá)最后一次回波(last-echo)信息，準(zhǔn)確地提取出缺失區(qū)域邊緣并排除非完整表面邊緣。同時(shí)，該方法能夠去除缺失區(qū)域周圍的異常點(diǎn)從而提高后續(xù)的補(bǔ)全效果。
　　其次，在被遮擋區(qū)

3、域補(bǔ)全部分，缺失區(qū)域的結(jié)構(gòu)連續(xù)性將極大程度地影響點(diǎn)云的可視化效果及后續(xù)應(yīng)用，而傳統(tǒng)的基于上下文的方法難以保持結(jié)構(gòu)的連續(xù)性。針對(duì)該問題，本文提出了一種對(duì)結(jié)構(gòu)先分析后補(bǔ)全的方法，主要針對(duì)三類結(jié)構(gòu):1)脊?fàn)钸吘墸?）完整表面邊緣及3）點(diǎn)云分布密度。同時(shí)，三維點(diǎn)云的數(shù)據(jù)量相對(duì)較大，因此在補(bǔ)全過程中基于上下文的方法將受到搜索最優(yōu)匹配塊過程的效率限制。針對(duì)該問題，本文提出了一種3D-PatchMatch算法，通過該算法及層次化搜索算法對(duì)最優(yōu)匹配的搜