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月球熔岩管点云的曲率优化表面重建
1
作者
姚家琦
李有治
+5 位作者
韩圆
艾宏旭
纪珍辰
王艳秋
郑福
孙志斌
《光学精密工程》
北大核心
2025年第11期1782-1792,共11页
点云表面重建是月球探测领域的关键技术之一,其效果受到点云质量的影响,为了提高点云精度,同时增强重建表面的细节特征,避免过度平滑,提出了点云法向量欧氏距离与曲面投影表面重建方法。首先,采用主成分分析法在无结构点云上进行法向量...
点云表面重建是月球探测领域的关键技术之一,其效果受到点云质量的影响,为了提高点云精度,同时增强重建表面的细节特征,避免过度平滑,提出了点云法向量欧氏距离与曲面投影表面重建方法。首先,采用主成分分析法在无结构点云上进行法向量估计并归一化处理,使用体素滤波方法进行数据预处理,去除数据中的离群。接着,使用基于各向异性权重函数的移动最小二乘法进行点云投影,得到平滑且局部几何特征保持的点云数据。最后,使用泊松算法实现隐式表面重建并构建三角网格。分析了印第安熔岩管形态参数,并研究了算法参数对重采样和表面重建的影响。结果表明,在投影半径为30 mm、法向量差异阈值为5°时,重采样精度最高,点云均方根误差小于13.9 mm,在投影半径为40mm、法向量差异阈值为5°时,表面重建效果最优,重建表面均方根误差小于67.6 mm。与最远点采样、法向空间采样、均匀采样和体素采样法相比,该方法能实现更高精度的表面重建,适用于自然熔岩管点云的表面重建,可用于高精度月球熔岩管三维模型的构建。
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关键词
激光雷达
点云表面重建
月球探测
熔岩管
重采样
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职称材料
题名
月球熔岩管点云的曲率优化表面重建
1
作者
姚家琦
李有治
韩圆
艾宏旭
纪珍辰
王艳秋
郑福
孙志斌
机构
中国科学院国家空间科学中心
中国科学院大学
华北电力大学
出处
《光学精密工程》
北大核心
2025年第11期1782-1792,共11页
基金
国家重点研发计划资助项目(No.2023YFC2604900,No.2023YFC2604904,No.2023YFF0719800,No.2016YFE0131500)
中国科学院科学仪器发展计划资助项目(No.YJKYYQ20190008)。
文摘
点云表面重建是月球探测领域的关键技术之一,其效果受到点云质量的影响,为了提高点云精度,同时增强重建表面的细节特征,避免过度平滑,提出了点云法向量欧氏距离与曲面投影表面重建方法。首先,采用主成分分析法在无结构点云上进行法向量估计并归一化处理,使用体素滤波方法进行数据预处理,去除数据中的离群。接着,使用基于各向异性权重函数的移动最小二乘法进行点云投影,得到平滑且局部几何特征保持的点云数据。最后,使用泊松算法实现隐式表面重建并构建三角网格。分析了印第安熔岩管形态参数,并研究了算法参数对重采样和表面重建的影响。结果表明,在投影半径为30 mm、法向量差异阈值为5°时,重采样精度最高,点云均方根误差小于13.9 mm,在投影半径为40mm、法向量差异阈值为5°时,表面重建效果最优,重建表面均方根误差小于67.6 mm。与最远点采样、法向空间采样、均匀采样和体素采样法相比,该方法能实现更高精度的表面重建,适用于自然熔岩管点云的表面重建,可用于高精度月球熔岩管三维模型的构建。
关键词
激光雷达
点云表面重建
月球探测
熔岩管
重采样
Keywords
LiDAR
point cloud surface reconstruction
lunar exploration
lava tube
resampling
分类号
V412.7 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
P237 [天文地球—摄影测量与遥感]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
月球熔岩管点云的曲率优化表面重建
姚家琦
李有治
韩圆
艾宏旭
纪珍辰
王艳秋
郑福
孙志斌
《光学精密工程》
北大核心
2025
0
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