镜面辅助的地面三维激光扫描研究
批准号:
41571437
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
张帆
依托单位:
学科分类:
测量与地图学
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
张志超、高云龙、李娜、杨冲、李庆、付正文、尚晓娟、尹若捷、谭晶
中文摘要
完整性是地面三维激光扫描数据获取的基本要求,在文化遗产数字化存档这类以数据真实性为首要任务的应用中尤为重要。但实际工作中,往往因作业空间受限、遮挡严重等问题造成扫描的盲区和死角,从而导致数据获取不全的问题。对此,本项目提出利用镜面辅助激光扫描的思想,研究镜面对激光光束及激光扫描性能的影响机理、镜面的严格检校及高精度参数化表达方法、激光点云中镜面的检测与三维空间位置解算方法、多镜面协同辅助策略、激光点云真实坐标及强度解算方法,以及方法验证与精度评价等内容,为复杂场景中激光扫描数据获取的完整性提供完备的理论支撑和实用的技术方法。
英文摘要
Integrity, which is the basic requirement for terrestrial laser scanning data acquisition, is considered as the most important property in the applications like cultural heritage digital archive, which makes data authenticity as a top priority. In practical work, however, due to the limitations of space and the serious occlusion, data cannot be completely acquired and thus bind spot and blind angle exist. To tackle this issue, this project proposes a mirror aided laser scanning method, which works on the influencing mechanism for the mirror to the laser beam, the strict calibration of mirror and high precision parametric expression method, mirror detection in point cloud and 3D position calculating method, multiple mirrors cooperating strategies, point cloud real coordinates and intensity calculating method, as well as the validity of the whole approach and precision evaluation. To conclude, this project provides complete theoretical support and practical technical methods for the integrity of laser scanning data acquisition.
完整性是地面三维激光扫描数据获取的基本要求,在文化遗产数字化存档这类以数据真实性和完备性为首要任务的应用中尤为重要。然而,对于石窟寺、古建筑等类型的不可移动文物来说,由于文物位置固定,存在许多作业空间受限、遮挡等情况,造成了获取完整数据困难,从而导致数据获取死角和空洞。.本课题提出利用镜面辅助激光扫描的思路,将体积小巧、曲率各异的镜面布设在数据获取对象周边进行辅助,激光光线经镜面反射后与被测对象通视,不仅可以大大减小数据获取盲区和死角,还可以减少架站次数以降低数据冗余,及优化入射角度以提高数据采集精度。课题研究主要内容和结果如下:.(1)镜面对激光光束及激光扫描分辨率与精度的影响机理研究。研究了不同材质、不同镜面形状、不同曲率、不同定位标靶形态的镜面系统的设计、组成,并通过实验,建立了镜面辅助激光扫描光束、分辨率与精度影响机理模型。.(2)镜面的严格检校及高精度参数化表达。研究了直接法和间接法对平面镜与曲面镜组成的镜面系统检校与参数化表达方法,为反射区域激光点云真实位置解算提供支撑。.(3)多镜面协同策略。研究了多个镜面系统协同辅助激光扫描数据采集,提出了利用多平面镜系统和多曲面镜系统进行完备数据采集的策略。.(4)激光点云中镜面检测与镜面三维空间位置解算。提出了基于局部切面投影的球标靶自动提取方法和基于梯度极大偏移的圆标靶识别与提取方法;建立了镜面系统空间位置高精度解算模型。.(5)激光点云真实坐标及强度解算。提出了平面镜镜面系统辅助下激光扫描经由玻璃折射、反射后的真实点坐标解算方法;研究了曲面镜辅助激光扫描强度检校模型,并提出了基于表面法向对称的曲面镜辅助激光点云真实坐标解算方法。.本课题属于原始创新性研究,构筑了镜面辅助激光扫描理论,开创了利用镜面改变激光测距方向的测量方法,填补了文化遗产数字化保护中狭小空间数字化采集的技术空白。本课题装置和方法已经在敦煌莫高窟数字化保护工程中得到了应用。
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A Stochastic Geometry Method for Pylon Reconstruction from Airborne LiDAR Data
机载激光雷达数据重建塔架的随机几何方法
DOI:
10.3390/rs8030243
发表时间:
2016-03-01
期刊:
REMOTE SENSING
影响因子:
5
作者:
[Guo, Bo, Huang, Xianfeng, Wang, Chisheng]
通讯作者:
Wang, Chisheng
DOI:
--
发表时间:
2018
期刊:
计算机技术与发展
影响因子:
--
作者:
[秦爽, 黄先锋, 张帆, 陈伟, 向东清]
通讯作者:
向东清
DOI:
10.13203/j.whugis20160055
发表时间:
2017
期刊:
武汉大学学报(信息科学版)
影响因子:
--
作者:
[杨冲, 张帆, 王健, 黄先锋, 高云龙]
通讯作者:
高云龙
DOI:
10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0372
发表时间:
2017
期刊:
测绘通报
影响因子:
--
作者:
[左志强, 黄先锋, 杨冲, 张帆, 高云龙]
通讯作者:
高云龙
Incorporating nocturnal UAV side-view images with VIIRS data for accurate population estimation: a test at the urban administrative district scale
将夜间无人机侧视图像与 VIIRS 数据相结合进行准确的人口估计:城市行政区尺度的测试
DOI:
10.1080/01431161.2019.1615653
发表时间:
2019-05-16
期刊:
INTERNATIONAL JOURNAL OF REMOTE SENSING
影响因子:
3.4
作者:
[Kong, Wenyuan, Cheng, Jingyi, Fei, Teng]
通讯作者:
Fei, Teng
共 10 条
“基因组挖掘-代谢组筛选”指导稀有放线菌新型非核糖体肽类抗生素的挖掘
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批准号:82273826
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2022
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负责人:张帆
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依托单位:
对话式搜索离线评价方法研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:30万元
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批准年份:2022
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负责人:张帆
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依托单位:
Snail介导的肿瘤相关巨噬细胞表型重塑在结直肠癌转移中的作用及其干预对策
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批准号:81702819
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2017
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负责人:张帆
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依托单位:
含TLR4 siRNA的心脏保存液对小鼠供心冷保存心脏移植的保护作用的研究
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批准号:81270325
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项目类别:面上项目
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资助金额:16.0万元
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批准年份:2012
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负责人:张帆
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依托单位:
基于非刚性变换的激光扫描模型高质量纹理重建研究
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批准号:41001308
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:18.0万元
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批准年份:2010
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负责人:张帆
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依托单位:
国内基金
海外基金