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    新聞資訊

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    海云激光點云單點拼接技術

    • 分類:新聞資訊
    • 作者:海達數云
    • 發布時間:2021-08-20 16:19
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    【概要描述】點云拼接是三維激光掃描儀點云后處理流程中非常重要的一個步驟。海達數云“三維激光點云拼接軟件HD TLS Scene”新推出了一種簡便快速高精度的拼接方式—單點拼接技術。

    海云激光點云單點拼接技術

    【概要描述】點云拼接是三維激光掃描儀點云后處理流程中非常重要的一個步驟。海達數云“三維激光點云拼接軟件HD TLS Scene”新推出了一種簡便快速高精度的拼接方式—單點拼接技術。

    • 分類:新聞資訊
    • 作者:海達數云
    • 發布時間:2021-08-20 16:19
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    詳情

      點云拼接是三維激光掃描儀點云后處理流程中非常重要的一個步驟。

      掃描作業過程中,受室內場景、視場角度、地物遮擋等因素限制,通常需進行多站掃描。作業過程需要通過拼接使點云形成整體,最后利用整體點云復原整個作業場景進行后續成果生產。因此,點云拼接的精度和效率直接影響后處理成果質量與效率。

      目前,三維激光掃描儀點云常用拼接方式包括:多點拼接、標靶拼接、后視拼接以及全自動拼接。多點拼接選點數量多,影響拼接效率;后兩者需架設標靶或控制點,增加了外業負擔;全自動拼接對于外業采集要求較高,比如視覺追蹤技術需要在光線較好條件下進行、測站之間不能間隔太遠、重復區域要大、室內無法進行指北和定位等。

      針對傳統地面站拼接中存在這些問題,海達數云“三維激光點云拼接軟件HD TLS Scene”新推出了一種簡便快速高精度的拼接方式——單點拼接技術。

      一、技術原理

      單點拼接技術僅需選擇一組同名點對,即可完成兩站點云拼接。

      單點拼接算法處理流程主要由局部粗拼接、局部精度優化以及全局精度優化三個全自動步驟構成,依托于海達數云自研的多層級點云技術,能夠實現點云快速拼接。

    單點拼接技術流程圖

      二、技術特點

      海云單點拼接技術,通過選擇一對同名點,使用局部粗拼接和兩步拼接優化相結合的方式,可快速完成多站點云的拼接。拼接后的點云整體重合精度高,同時具有選點少、場景穩定性高、拼接速度快、選點容錯性好等優點。

      01、選點少

      僅需要一對同名點,即可實現兩站點云精拼接,減少了選點的數量。當測站數量達到幾十甚至上百站時,效率提升非常明顯。

      02、穩定性高

      經過多種場景工程應用,該技術不僅能夠適應室內、戶外建筑、街道、立面等常見的場景,而且在許多復雜的場景中,仍然能夠獲得較高拼接質量的結果,具有良好的場景穩定性。

      03、速度快

      該技術基于海云多層級點云數據特性,一方面,滿足了多測站點云拼接的精度要求;另一方面,解決了海量點云拼接所帶來的耗時長問題,對于高密度掃描測站依然能夠快速地獲得高精度的拼接結果。

      經過七組場景點云測試。其中,每組場景存在多個測站,對每組場景多個拼接對時間進行統計,結果如下表所示。

      最長耗時為7.17s,平均最長耗時為1.6s,不超過2.0s。(拼接內存占用最高不超過800M)

      04、選點容錯性好

      該技術選點容錯性好,當同名點選點誤差處于一定范圍內時,如下圖所示,配準站中綠色圈內點為正確同名點,選擇紅圈中具有一定誤差的點進行拼接,仍可獲得正確的拼接結果。

     

    配準前   配準后

      05、拼接精度高

      單點拼接技術,經過多種場景工程應用驗證,兩站點云拼接精度可達到1cm精度水平。

     三、工程應用

      01、戶外場景

      該組為某電力項目點云,特點是場景范圍大,存在建筑、電力塔等許多標志性地物,特征點較多并且點云有效重疊度高。

      電力塔場景-拼接前(整體)

      電力塔場景-拼接后(整體)

      電力塔場景-拼接后(局部-電力塔)

      電力塔場景-拼接后(局部-電力線)

      02、地下停車場場景

      該組場景為地下停車場點云,特點是場景較小,點云以面狀結構為主,特征點主要為墻壁角點、消防箱等物體,相似度高。

      地下停車場-拼接前(整體)

      地下停車場-拼接后(整體)

     地下停車場-拼接后(局部俯視圖)

      03、外立面場景

      該組為某外立面改造項目點云,場景主要為大片面狀結構,首先,平面點云缺少特征信息。其次,由于掃描角度、場景限制等原因,建筑正面點云密度高,而側面點云稀少,無法提供側面約束,傳統拼接結果易產生水平偏移。

      外立面-拼接前(整體)

    外立面-拼接后(整體)

     外立面-拼接后(局部-陽臺)

      綜上所述,海達數云這次推出的激光點云單點拼接新技術,具有簡便、快速、精度高等特點,大幅提升點云拼接效率,可廣泛適用于各種室內外場景。

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