三维激光点云降噪的优化方法
2018-07-21李沛鸿吴玉泉
江西测绘 2018年2期
杨 倩 李沛鸿 吴玉泉
(江西理工大学建筑与测绘工程学院 江西赣州 341000)
1 引言
三维激光扫描技术(3D Laser Scanning)是一种能快速获取扫描物体表面模型的新兴技术,三维激光扫描仪可以快速扫描被摄物体表面多次,通过红外和近红外波长直接获取物体表面特征点的三维坐标信息,以捕获被摄物体空间几何采样点(点云)的几何结构和空间三维信息[1]。点云具有定义建筑物的3D几何形状的异质密度的作用。然而,常规的原始点云具有高密度和无组织等特点,会影响到后期模型建立的精准度而不能提供更好的定义。因此,需要对点云进行降噪。
对于散乱的点云数据,一般常用的方法是先进行格网模型的建立,然后对该格网模型进行降噪[2]。也可以直接对无序点云进行降噪。国外学者Desbrun[3]等提出的平均曲率流滤波方法能很好的解决顶点飘移问题。Fleshima[4]提出的基于双边滤波核的滤波法能有效的保留目标格网的特征性。拉普拉斯算法[5]简单易操作,还有法向量矢量滤波和顶点位置滤波相结合的综合滤波方法,均值飘移算法等[6-7]。对有序的点云常用的有最小二乘滤波,维纳滤波,卡尔曼滤波,中值、均值及高斯滤波等[8-9]。还有一些交互式去噪方法,如异常值过滤,深色扫描点过滤,离群点过滤,基于距离过滤点等。这些经典点的方法在运用到实际案例中时常常遇到一些特殊问题,有的会出现被测物体特征面产生弯曲和畸变,或是出现目标特征被过度光滑而导致模型模糊的现象。……
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