基于布料模拟滤波和点云泊松曲面重建技术的土方量计算方法研究

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作者 唐为峰 高照祥 +2 位作者 田强 杨森 花向红 《城市勘测》 2024年第3期128-133,共6页

提出了一种基于布料模拟滤波和点云泊松曲面重建技术的土方量计算方法,该方法首先通过靶标将多站数据进行配准,获得测区的整体点云数据,然后采用布料模拟滤波算法(Cloth Simulation Filter, CSF)剔除植被等非地面点,获取地面点云,第三,... 提出了一种基于布料模拟滤波和点云泊松曲面重建技术的土方量计算方法,该方法首先通过靶标将多站数据进行配准,获得测区的整体点云数据,然后采用布料模拟滤波算法(Cloth Simulation Filter, CSF)剔除植被等非地面点,获取地面点云,第三,采用泊松曲面重建的方法对地面点云进行三维重建,依据设计要求,通过设置格网宽度得到三维模型的体积,从而实现区域土方量计算。最后,通过选择多阶次拟合来分析格网尺寸对土方量计算精度的影响。 展开更多

关键词 点云数据 布料模拟滤波 泊松曲面重建 土方量计算 精度分析

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基于多波束点云空间变换的布料模拟滤波算法

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作者 刘智泉 《广东水利水电》 2024年第2期108-111,117,共5页

为解决传统布料模拟滤波算法在陡坡处存在过度滤波的问题,基于多波束点云的特点提出了结合空间变换的布料模拟滤波算法。该算法通过空间变换对点云高程进行等比例压缩,使各类地形变得平坦后再进行布料模拟滤波。结果表明,该算法与传统... 为解决传统布料模拟滤波算法在陡坡处存在过度滤波的问题,基于多波束点云的特点提出了结合空间变换的布料模拟滤波算法。该算法通过空间变换对点云高程进行等比例压缩,使各类地形变得平坦后再进行布料模拟滤波。结果表明,该算法与传统布料模拟滤波算法相比,在多种水下地形中滤波效果均更好,Ⅰ类误差下降至0.98%,总体误差仅1.78%,生产出的DEM产品与实际高程接近,能满足多波束水下地形测绘的生产需要。 展开更多

关键词 多波束探测 水下地形 布料模拟滤波 点云处理

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基于LiDAR数据的布料模拟滤波算法的适用性分析 被引量：38

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作者 张昌赛 刘正军 +1 位作者 杨树文 左志权 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期410-416,共7页

为了解决现有点云滤波算法设置参量多、滤波效果不理想、难以操作等问题,采用最新的布料模拟滤波算法,根据简单的物理过程构建虚拟格网模拟地形表面,并针对复杂地形的点云数据进行定性和定量滤波验证。结果表明,其Ⅰ类误差在5.7%、Ⅱ类... 为了解决现有点云滤波算法设置参量多、滤波效果不理想、难以操作等问题,采用最新的布料模拟滤波算法,根据简单的物理过程构建虚拟格网模拟地形表面,并针对复杂地形的点云数据进行定性和定量滤波验证。结果表明,其Ⅰ类误差在5.7%、Ⅱ类误差在3.4%以内,但针对部分混合有平坦和陡坡的局部区域滤波效果并非理想;在满足滤波精度的同时,可在30s内完成数百万个点的滤波,甚至在数秒内完成数十万个点的滤波。该算法所需参量很少、效率非常高,能满足绝大多数复杂地形数据的滤波要求。 展开更多

关键词 遥感 点云滤波 机载激光探测与测量 布料模拟滤波

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一种复杂地形场景点云的WOA-CSF自适应性滤波方法

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作者 戚鑫鑫 王磊 +1 位作者 储栋 池深深 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期725-733,共9页

为解决布料模拟滤波算法(CSF)自适应性不高的问题,提出了一种基于鲸鱼优化算法(WOA)和自适应参数调整的改进CSF算法(WOA-CSF)。本文首先构造以误分类点云误差率最小为标准的适应度评价函数,然后采用WOA算法对CSF算法的四个参数进行自适... 为解决布料模拟滤波算法(CSF)自适应性不高的问题,提出了一种基于鲸鱼优化算法(WOA)和自适应参数调整的改进CSF算法(WOA-CSF)。本文首先构造以误分类点云误差率最小为标准的适应度评价函数,然后采用WOA算法对CSF算法的四个参数进行自适应寻优,构建了WOA-CSF滤波算法,最后开展了WOA-CSF算法与CSF算法滤波实验的对比研究。实验结果表明:WOA-CSF算法在城市、乡镇、村庄和山区等四种复杂环境下平均Kappa系数从68.33%提升到81.54%,平均总误差率从10.54%下降到6.62%,平均I类误差率从25.87%下降到6.77%,在复杂场景下较好地滤除非地面点的同时,又极大程度上保留了地形特征。 展开更多

关键词 复杂地形场景 布料模拟滤波 鲸鱼优化算法 点云滤波 智能优化

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顾及地物邻域特征的LiDAR点云布料模拟滤波优化 被引量：7

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作者 宋晨洋 王强 +3 位作者 高德涵 庞家颖 吴欣怡 张虎 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期51-56,共6页

布料模拟滤波算法在LiDAR点云的地物分离中起到重要作用。但是,此方法得到的地面点云中往往含有残留的非地面点云,导致滤波分类结果不彻底、不准确。本文提出一种顾及地物邻域特征的布料模拟LiDAR点云滤波自动优化算法,可以快速精准地... 布料模拟滤波算法在LiDAR点云的地物分离中起到重要作用。但是,此方法得到的地面点云中往往含有残留的非地面点云,导致滤波分类结果不彻底、不准确。本文提出一种顾及地物邻域特征的布料模拟LiDAR点云滤波自动优化算法,可以快速精准地解决这一问题。首先,对LiDAR点云进行布料模拟滤波处理,在其分类结果的基础上对非地面点云进行组件分割,得到具有缓冲区域的一系列点云子集;其次,拟合子集所在地面点云得到主平面,对地面点云进行高程归一化处理;最后,利用第三势差算法对每块地面点云进行滤波优化处理。选取三组有代表性的实验数据进行测试,结果表明:相较于布料模拟滤波算法,本文方法整体精度得到提升,尤其是在布料模拟滤波算法的Ⅱ类误差上有着明显优化效果,Ⅱ类精度平均提升12.3%,可有效解决布料模拟滤波算法分类结果中存在残留的问题。 展开更多

关键词 LIDAR点云 布料模拟滤波 组件分割 高程归一化 第三势差

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布料模拟滤波方法在铁路勘测LiDAR中的应用 被引量：5

6

作者 李特 《铁道勘察》 2020年第5期13-17,共5页

利用机载LiDAR建立数字高程模型(DEM),点云滤波是至关重要的一环。铁路勘察项目地形复杂多变,传统的点云滤波算法需要根据地形的复杂程度设置不同的参数,且无法适应陡坡、狭长地物和间断的复杂地形场景区域。为提高点云滤波精度,降低参... 利用机载LiDAR建立数字高程模型(DEM),点云滤波是至关重要的一环。铁路勘察项目地形复杂多变,传统的点云滤波算法需要根据地形的复杂程度设置不同的参数,且无法适应陡坡、狭长地物和间断的复杂地形场景区域。为提高点云滤波精度,降低参数设置经验门槛,介绍一种基于布料模拟的点云滤波算法(CSF)。该方法通过将原始点云进行倒置,模拟布料覆盖倒置点云表面的物理过程,分析布料粒子节点与邻近激光点之间的相互作用,从而确定布料节点位置产生地面近似值,最后通过比较布料节点生成的近似表面和原始点云之间的距离,以及设置的阈值提取原始点云的地面点。实验结果表明,该方法总误差低于11%,kappa系数优于92%,与传统的点云滤波算法相比,CSF算法具有滤波效果好、参数设置少、普适性强等优点。 展开更多

关键词 布料模拟 点云滤波 机载LIDAR 铁路勘测

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结合CSF和TIN的机载LiDAR点云滤波算法 被引量：6

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作者 崔浩 高飞 +1 位作者 余敏 叶周润 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第5期644-648,共5页

为了提高传统的不规则三角网(triangular irregular network,TIN)中初始种子点的选取效率问题,文章提出一种布料模拟滤波(cloth simulation filtering,CSF)与TIN结合的机载激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)点云滤波算法。... 为了提高传统的不规则三角网(triangular irregular network,TIN)中初始种子点的选取效率问题,文章提出一种布料模拟滤波(cloth simulation filtering,CSF)与TIN结合的机载激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)点云滤波算法。首先去除机载LiDAR点云中的粗差点,对去除粗差点后的点云使用CSF算法以获取初始地面点,然后对初始地面点通过改进的TIN算法构建三角网,同时连续迭代进而获取最终地面点。实验选取国际摄影测量与遥感学会网站的3组测试数据进行滤波,结果表明该算法能够在坡度较大的区域降低Ⅰ类误差,并将Ⅱ类误差控制在一定范围内,验证了该算法的可靠性。 展开更多

关键词 机载激光雷达(LiDAR) 点云滤波 布料模拟滤波(csf) 不规则三角网(TIN)

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基于CSF和CANUPO的建筑屋顶和立面点云提取

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作者 杜文俊 刘小军 +1 位作者 赵云景 龚绪才 《城市勘测》 2024年第6期115-119,共5页

倾斜航空影像具有高重叠率、建筑物立面可见、遮挡少的特点,能够有效地提取建筑信息,本研究将对倾斜航空影像进行处理,生成密集点云,通过布料模拟算法(CSF)过滤出地面点和非地面点,并对非地面点进行去噪处理。利用CANUPO算法将非地面点... 倾斜航空影像具有高重叠率、建筑物立面可见、遮挡少的特点,能够有效地提取建筑信息,本研究将对倾斜航空影像进行处理,生成密集点云,通过布料模拟算法(CSF)过滤出地面点和非地面点,并对非地面点进行去噪处理。利用CANUPO算法将非地面点分类为建筑、植被和其他。然后对建筑点进行法线计算,根据法线结果提取建筑的屋顶点和立面点,提取精度能达到人工提取的80%左右,这种方法能够简单有效地为用户提供给定区域建筑屋顶和立面的初步信息。 展开更多

关键词 倾斜航空影像 密集点云 布料模拟(csf) CANUPO 法线计算

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基于无人机倾斜摄影的矿山地质数字化测绘技术研究

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作者 赵国华 《科学技术创新》 2025年第8期13-16,共4页

由于现行技术在矿山地质数字化测绘场景中应用效果不佳,测绘误差比较大,无法达到预期的测绘效果,为此提出基于无人机倾斜摄影的矿山地质数字化测绘技术研究。采用无人机倾斜摄影技术对矿山地质图像采集,通过图像坐标系转换得到矿山地质... 由于现行技术在矿山地质数字化测绘场景中应用效果不佳,测绘误差比较大,无法达到预期的测绘效果,为此提出基于无人机倾斜摄影的矿山地质数字化测绘技术研究。采用无人机倾斜摄影技术对矿山地质图像采集,通过图像坐标系转换得到矿山地质大地坐标点云信息,采用CSF布料模拟滤波方法对点云信息降噪,并通过投影处理提取矿山地质高程特征,根据矿山高程特征对地质点云迭代增长,构建矿山地质数字化三维模型,实现矿山地质数字化测绘。经实验证明,设计技术测绘点贴近实际点,测绘误差较小,在矿山地质数字化测绘领域具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 无人机倾斜摄影 数字化 测绘 csf布料模拟滤波方法 投影 三维模型

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基于点云反射特性的前方道路附着系数估计方法研究

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作者 胡宏宇 唐明弘 +2 位作者 高菲 鲍明喜 高镇海 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1842-1852,共11页

路面附着系数是影响自动驾驶系统决策控制策略的重要因素。为实现对道路附着系数前瞻性的高精度感知,本文基于车载激光雷达设计了一种新的路面附着系数估计方法。首先采集了干燥柏油路面、混凝土路面、湿滑柏油路面、结冰路面和积雪路... 路面附着系数是影响自动驾驶系统决策控制策略的重要因素。为实现对道路附着系数前瞻性的高精度感知,本文基于车载激光雷达设计了一种新的路面附着系数估计方法。首先采集了干燥柏油路面、混凝土路面、湿滑柏油路面、结冰路面和积雪路面构建道路数据集;基于使用布料模拟滤波和RANSAC算法进行了道路点云提取、基于高斯滤波去除反射率异常噪点;根据点云反射率随距离和入射角变化的规律将路面划分为不同区域分别提取特征;基于深度神经网络构建了道路识别模型,并基于采集数据集进行了训练,最后基于路面材质和峰值附着系数的统计经验确定了前方道路的附着系数。测试结果表明,本文提出的算法道路类型辨识精度超过99.3%,算法平均运行周期55ms,可实现实时高精度的路面峰值附着系数估计。 展开更多

关键词 路面附着系数 激光雷达点云 布料模拟滤波 RANSAC 深度神经网络 高斯滤波 路面类型识别

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基于车载激光雷达点云数据的预处理研究 被引量：1

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作者 韩松魁 于正林 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2024年第1期85-91,共7页

随着人们对数字化城市的探索以及点云数据获取方式飞速的发展,点云已成为继二维栅格的影像数据和结构化的矢量地图数据后的第三类空间数据,具有最接近物理世界刻画的数据表征能力。点云数据的预处理包含点云下采样、点云去噪和点云滤波... 随着人们对数字化城市的探索以及点云数据获取方式飞速的发展,点云已成为继二维栅格的影像数据和结构化的矢量地图数据后的第三类空间数据,具有最接近物理世界刻画的数据表征能力。点云数据的预处理包含点云下采样、点云去噪和点云滤波等,点云预处理是后续进行点云分割、三维重建等操作的关键步骤。以车载激光雷达点云数据为研究内容,提出布料模拟滤波算法对车载点云数据进行滤波操作,并与数字形态学滤波和坡度值滤波进行对比,结果表明布料模拟滤波算法的Ⅱ类误差在10%以内,要小于其余两种算法,且参数设置较为简单,更有利于点云归一化。 展开更多

关键词 车载激光雷达 点云预处理 点云滤波 布料模拟算法

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基于车载激光点云的城市道路标线提取方法

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作者 周松 刘荣 +1 位作者 陈志高 段炬奎 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期396-403,共8页

针对车载激光点云道路标线反射强度特性,提出了一种基于车载激光点云的城市道路标线提取方法。具体而言,首先提出一种联合布料模拟滤波和高差偏度平衡的地面滤波方法,利用偏度平衡滤波的自适应性,剔除布料滤波后残留的低矮植被的问题;... 针对车载激光点云道路标线反射强度特性,提出了一种基于车载激光点云的城市道路标线提取方法。具体而言,首先提出一种联合布料模拟滤波和高差偏度平衡的地面滤波方法,利用偏度平衡滤波的自适应性,剔除布料滤波后残留的低矮植被的问题;随后利用基于法向量密度聚类以提取路面点云,并通过反距离加权插值将路面点云转为强度特征图;为了缓解标线提取出的锯齿状现象,引入快速引导滤波来平滑道路标线的边缘信息;最后采用最大熵阈值分割和形态学比值滤波对道路标线进行精化处理。实验表明,该方法能够有效地提取出道路标线点云,提取的平均召回率为80.98%,平均准确率为96.89%,平均综合评定指标为88.19%,能够利用道路标线点云强度信息较为完整地提取出道路标线点云。 展开更多

关键词 点云 布料模拟 偏度平衡 反距离加权插值 快速引导滤波

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基于多时序DSM的基坑土方开挖动态监测技术分析

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作者 俞璐璐 李明勇 +1 位作者 张伟 杨永生 《安徽建筑》 2024年第11期145-147,共3页

文章基于无人机倾斜摄影技术实时获取基坑施工影像,建立基坑施工场景三维实景模型,利用三维实景模型直观定性分析基坑土方开挖的时空变化,动态掌握施工态势,并通过构建基坑数字地表模型,利用布料模拟滤波算法,过滤场景中所包含的地物要... 文章基于无人机倾斜摄影技术实时获取基坑施工影像,建立基坑施工场景三维实景模型,利用三维实景模型直观定性分析基坑土方开挖的时空变化,动态掌握施工态势,并通过构建基坑数字地表模型,利用布料模拟滤波算法,过滤场景中所包含的地物要素,进而通过叠加多期基坑DSM,计算基坑开挖土方变化量,实现对基坑土方变化量精准定量计算,提高土方开挖的高效动态监测效率。 展开更多

关键词 三维实景模型 数字表面模型 布料模拟滤波 基坑

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基于车载激光雷达的点云道路标线提取方法 被引量：1

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作者 康学亮 王晓川 《无线电工程》 北大核心 2023年第5期1228-1234,共7页

车载激光雷达扫描技术对道路信息提取具有重要的现实作用,而道路标线作为道路的重要组成部分,是自动驾驶、全息城市建模不可或缺的信息之一。从车载扫描点云数据中自动、快速、准确地提取出道路标线是当前研究的一个难点,通过布料模拟... 车载激光雷达扫描技术对道路信息提取具有重要的现实作用,而道路标线作为道路的重要组成部分,是自动驾驶、全息城市建模不可或缺的信息之一。从车载扫描点云数据中自动、快速、准确地提取出道路标线是当前研究的一个难点,通过布料模拟算法从车载点云数据中提取出地面点云,将点云格网化,用反距离加权插值方法计算格网内点云强度值得到强度值矩阵,对该矩阵进行均值池化计算,设定阈值将矩阵二值化并反投影出标线点云,对标线点云进行高斯滤波得到精化的道路标线点云。实验表明,该算法提取的平均准确率为86.8%,平均完整率为91.3%,平均综合提取质量为88.8%,能够完整且准确地提取出标线点云。 展开更多

关键词 车载激光雷达 布料模拟算法 反距离加权插值 均值池化 高斯滤波

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