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基于分层聚类和拓扑连接模型的点云自适应简化
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:《农业机械学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP391.75[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京100191, [2]北京航空航天大学新能源汽车高效动力传动与系统控制北京市重点实验室,北京100191, [3]密歇根大学机械工程系,安娜堡48109, [4]北京航空航天大学能源与动力工程学院,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51205015)和国家留学基金项目(201406025039)
中文摘要:

激光扫描测量在大尺寸海量点云数据采集中具有显著的优势,针对海量高密度线扫描点云采样中普遍存在的采样效率低、曲率适应性差的问题,在初始分层聚类建立K邻域的基础上,通过分析线状点云的空间几何特征,提出了线扫描点云矢量边对衍生算法,建立了拓扑连接模型;研究了基于线扫描点云特征参数的局部法矢加权系数计算方法,估算了拓扑结构中任意数据内点的局部法矢;构建了以法矢方差为细分准则的非均匀细分模型,实现了对高曲率初始类的非均匀细分。通过试验验证了算法的实用性。

英文摘要:

Laser-scanning measurement, which has become a prevalent and challenging research topic, has a significant advantage in massive and large-scale data sets acquisition. For the problems that universally exist in massive and high density point cloud sampling, such as low efficiency and bad adaptive curvature, the spatial geometry character of linear point cloud structure is investigated to produce an edge-pair derivative algorithm for line scanning point cloud. On this basis, topological connectivity model is established. To generate dense points in high-curvature areas and sparse points in planar regions efficiently, the local normal-vector variation is substituted for Gaussian curvature to determine the degree of recursive subdivision. Meanwhile, the computational method for the non-equal weighted factor of local normal-vector is presented to estimate the local normal-vector of any point in topological structure. For further subdivision, non-uniform subdivision model whose subdivision criterion is normal variance is built to achieve the subdivision for dense points in high-curvature areas. A relevant simplification system based on the algorithm is developed by using Visual Studio. Many cases are implemented to demonstrate the performance and validate the effectiveness of the method. The comparison with other point-based methods is also performed to illustrate the superiority of the method.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884