激光雷达扫描数据的快速三角剖分及局部优化

未永飞; 杜正春; 姚振强

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2009.06.023

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激光雷达扫描数据的快速三角剖分及局部优化

未永飞 , 杜正春 , 姚振强

文章导航 > 激光技术 > 2009 > 33(6): 642-644,647

引用本文:

Citation:

激光雷达扫描数据的快速三角剖分及局部优化

1.
上海交通大学机械工程与动力学院, 上海, 200240;
2.
上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室, 上海, 200240

作者简介: 未永飞(1983-),男,硕士研究生,主要从事反求工程方面的研究..

通讯作者: 杜正春, zcdu@sjtu.edu.cn ;

基金项目:
国家自然科学基金资助项目(50805094);国家九七三重点基础研究发展计划资助项目(2006CB705400)
中图分类号: TP391

Fast triangulation and local optimization for scan data of laser radar

1.
School of Mechanical Engineering, Shanghai JiaoTong University, Shanghai 200240, China;
2.
State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration, Shanghai JiaoTong University, Shanghai 200240, China

Corresponding author: DU Zheng-chun, zcdu@sjtu.edu.cn ;

CLC number: TP391

摘要: 为了研究维激光雷达测量所得点云数据的三角构网,根据激光雷达逐行扫描特点,采用了改进的三角剖分方法,对点云数据进行不规则三角网格划分.基于激光雷达点云数据位置拓扑信息,分析了相邻扫描线之间数据点的相对位置关系,利用几何关系进行初步配对构网;并结合经典法则对初始网格进行局部优化,得到最终三角网;同时,对优化前后的三角网,提出一种新的评价法则进行剖分效果对比.结果表明,充分利用点云特点进行三角剖分可改进算法.所提出的剖分效果评价法可帮助检验构网质量.
- 图像处理 /
- 三角剖分 /
- 局部优化 /
- 点云数据 /
- 激光雷达
Abstract: In order to study the triangulation for the point cloud data collected by a three-dimension laser radar,in accordance with the line-by-line characteristics of laser radar scanning,an improved Delaunay triangulation method was proposed to mesh the point cloud data as an irregular triangulation network.Based on the geometric topology location information among radar point cloud data,focusing on the position relationship between adjacent scanning line of the point data,a preliminary match network was obtained according to their geometric relationship.A reasonable triangulation network for the object surface was acquired by means of local optimization on initial mesh by Delaunay rule.Meanwhile,a new judging rule was proposed to contrast the triangulation before and after the optimization on the network.The result shows that triangulation for point cloud with full use of its own characteristics can improve the speed of the algorithm obviously,and the rule for judging the triangulation can be used to evaluate the quality of network.
- image processing /
- triangulation /
- local optimization /
- point cloud data /
- laser radar

[1]	WU J J,WANG Q F,HUANG Y B,et al.Review of surface reconstruction methods in reverse engineering[J].Journal of Engineering Graphics,2004,25(2):133-142(in Chinese).
[2]	OHTAKE Y,BELYAEV A,SEIDEL H P.A composite approach to meshing scattered data[J].Graphical Models,2006,68(3):255-267.
[3]	ZHANG M K,RAO X X,ZHONG Ch H.Reverse engineering and technology of surface reconstruction[J].Modern Manufacturing Engineering,2006(4):53-54(in Chinese).
[4]	RÉMI A,RAPHAËLLE C,SAMIR A.A flexible framework for surface reconstruction from large point sets[J].Computers Graphics,2007,31(2):190-204.
[5]	THIERRY D K,MARC V K,MAARTEN L.Generating realistic terrains with higher-order Delaunay triangulations[J].Computational Geometry,2007,36(1):52-65.
[6]	TSAI V J D.Delaunay triangulations in TIN creation:an overview and a linear-time algorithm[J].International Journal of Geographical Information Science,1993,7(6):501-524.
[7]	GAO Zh,ZHONG S D,SONG L H.3D-model reconstruction based on data of laser radar[J].Chinese Journal of Scientific Instrument,2004,25(4):495-499(in Chinese).
[8]	TSE R,GOLD C,KIDNER D.Using the delaunay triangulation/voronoi diagram to extract building Information from raw LIDAR data[C] //International Symposium on Voronoi Diagrams in Science and Engineering.Glamorgan,United Kingdom:IEEE Computer Society,2007:222-229.
[9]	LÜ Ch F,DU Zh Ch.Chassis positioning system based on the laser radar survey technology[J].Laser Technology,2007,31(6):596-601(in Chinese).

[1]	未永飞 , 杜正春 , 姚振强 . 中值滤波在激光雷达点云数据预处理中的应用. 激光技术, 2009, 33(2): 213-216.
[2]	卢益民 , 杜竹峰 , 黄铁侠 , 杨宗凯 . 激光雷达视场角的研究. 激光技术, 1999, 23(1): 46-50.
[3]	陶小红 , 胡以华 , 雷武虎 , 蔡晓春 . 经验模式分解用于激光雷达大气回波处理. 激光技术, 2008, 32(6): 590-592,595.
[4]	陈涌 , 王玉兰 , 周鼎富 , 刘航 . 基于小波多分辨率分析的激光雷达弱信号处理. 激光技术, 2005, 29(3): 278-280,283.
[5]	李颖颖 , 孙东松 , 王珍珠 , 沈法华 , 周小林 , 董晶晶 . 云的多次散射对激光雷达测量结果影响的研究. 激光技术, 2008, 32(6): 611-613,638.
[6]	梁晓峰 , 杨泽后 , 王顺艳 , 陈涌 , 陈春利 , 李晓锋 , 李晶 , 周鼎富 . 基于差分吸收激光雷达有毒有害气体遥测进展. 激光技术, 2021, 45(1): 53-60. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.01.010
[7]	亢甲杰 , 张福民 , 曲兴华 . 激光雷达坐标测量系统的测角误差分析. 激光技术, 2016, 40(6): 834-839. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.06.013
[8]	吴侃 , 敖建锋 , 方茜 . 地面3维激光扫描技术建筑物特征线提取. 激光技术, 2012, 36(4): 553-556. doi: 10.3969/j.issn.1001-806.2012.04.030
[9]	苍桂华 , 岳建平 . 基于加权总体最小二乘法的点云平面拟合. 激光技术, 2014, 38(3): 307-310. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.03.005
[10]	李文龙 , 戈海龙 , 任远 , 成巍 . 图像处理技术在激光熔池温度检测的应用. 激光技术, 2018, 42(5): 599-604. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.05.004
[11]	张海庄 , 姚梅 , 雷萍 , 李鹏 , 曾庆平 . 远场激光光斑图像处理方法研究. 激光技术, 2013, 37(4): 460-463. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.04.010
[12]	陈文革 , 黄铁侠 , 卢益民 . 机载海洋激光雷达发展综述. 激光技术, 1998, 22(3): 147-152.
[13]	董吉辉 , 胡企铨 . 空间碎片的激光雷达探测. 激光技术, 2007, 31(2): 185-187,191.
[14]	刘逸飞 , 苏亚 , 姚晓天 , 崔省伟 , 杨丽君 , 周聪聪 , 何松 . OCT无创血糖检测图像处理最优化方法研究. 激光技术, 2023, 47(2): 178-184. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.02.004
[15]	汤敏 , 王惠南 . 激光扫描共聚焦显微镜图像的计算机处理. 激光技术, 2007, 31(5): 558-560.
[16]	冯煦 , 张瑞瑛 , 周萍 , 李松 . 大功率半导体线激光图像处理方法研究. 激光技术, 2010, 34(5): 624-627. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.013
[17]	苏平 , 牛燕雄 , 李大乾 , 牛海莎 , 李易难 , 张超 . 基于面阵CCD的激光告警系统的图像采集与处理. 激光技术, 2013, 37(3): 394-399. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.03.028
[18]	孟宇帆 , 张丽君 , 何长涛 , 肖婧 , 阳宁静 , 冯国英 , 韩敬华 . 基于图像处理的激光清洗飞机蒙皮特性和机制研究. 激光技术, 2024, 48(3): 303-311. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.03.002
[19]	崔红霞 , 苏国中 , 赵绪辉 . 基于机载激光点云数码影像外方位元素自检校. 激光技术, 2013, 37(4): 445-448. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.04.007
[20]	巩育江 , 庞亚军 , 王汞 , 白振旭 . 基于几何特征的点云分割算法研究进展. 激光技术, 2022, 46(3): 326-336. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.03.006

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激光雷达扫描数据的快速三角剖分及局部优化

通讯作者: 杜正春, zcdu@sjtu.edu.cn;

作者简介: 未永飞(1983-),男,硕士研究生,主要从事反求工程方面的研究.

1. 上海交通大学机械工程与动力学院, 上海, 200240;
2. 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室, 上海, 200240

收稿日期: 2008-09-02
录用日期: 2008-10-20
网络出版日期: 2009-12-25

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50805094);国家九七三重点基础研究发展计划资助项目(2006CB705400)

关键词:

摘要: 为了研究维激光雷达测量所得点云数据的三角构网,根据激光雷达逐行扫描特点,采用了改进的三角剖分方法,对点云数据进行不规则三角网格划分.基于激光雷达点云数据位置拓扑信息,分析了相邻扫描线之间数据点的相对位置关系,利用几何关系进行初步配对构网;并结合经典法则对初始网格进行局部优化,得到最终三角网;同时,对优化前后的三角网,提出一种新的评价法则进行剖分效果对比.结果表明,充分利用点云特点进行三角剖分可改进算法.所提出的剖分效果评价法可帮助检验构网质量.