检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：朱灵杰中国科学院大学

学位级别：博士

在三维地图、数字城市、自动驾驶等诸多应用中，需要大规模城市场景的高度结构化、矢量化、语义化的三维模型。随着数据获取技术、计算能力以及三维重建算法的发展，人们可以通过图像或激光扫描序列重建出观测对象的表面三维结构，并通... 详细信息

在三维地图、数字城市、自动驾驶等诸多应用中，需要大规模城市场景的高度结构化、矢量化、语义化的三维模型。随着数据获取技术、计算能力以及三维重建算法的发展，人们可以通过图像或激光扫描序列重建出观测对象的表面三维结构，并通过稠密的点云或三角网格来表达。从离散、稠密的点云和三角网格表示的模型中抽取结构和拓扑信息，并将它们以更紧凑、简洁的形式呈现出来，是三维矢量化建模的核心问题。当前针对图像三维重建模型的矢量化建模需要大量的手工操作，建模成本巨大且效率很低，难以满足城市级规模场景矢量化建模的需求。因此，针对城市场景，研究如何从采集并重建出来的稠密三维点云/网格数据中，自动地抽取重要的语义、结构和拓扑关系，并通过规范的矢量化形式呈现出来，是一个不论从学术还是应用角度都十分值得关注的问题。然而受制于传感器精度、运动轨迹、环境遮挡以及重复纹理等因素干扰，原始数据中不可避免带有大量的噪声和错误，这给该项任务带来了额外的挑战。论文旨在全自动的构建城市级场景精简的、高度压缩的，带有语义的三维矢量化模型，重点研究了符合CityGML标准的大规模城市场景矢量化重建的方法。论文的主要工作包括以下三个方面:　　1.以正射影像作为输入，针对城市场景在方向上呈现出的总体规律，提出了基于形变的轮廓规整化方法，并从中生成建筑物LOD1模型。该方法从建筑物在正射影像中的外轮廓入手，首先找到场景的要主方向，然后通过优化定义在轮廓上的形变能量，使其每条边都对齐到主要方向上，依次连接轮廓上主方向发生改变的角点就可以得到LOD0模型。加上DSM中的高度信息，将LOD0模型拉升到顶面高度就可以得到LOD1模型。该算法能够在保持轮廓局部细节的同时，将全局方向上的规整性加以考虑。该基于轮廓形变的方法具有较好的拓展性，可以与人造场景中的各种特性例如，垂直、平行、共线等放到一个统一的能量优化框架中，来增强模型的规整性。实验表明，该方法能够有效地从正射影像中直接得到精简的建筑物LOD1多边形模型。　　2.以稠密的无纹理三角网格作为输入，针对城市场景矢量化重建中的平面几何基元检测受噪声干扰、容易缺失的问题，提出了一种基于变分的平面提取方法，并在其基础上重建出建筑LOD2模型。该方法在通用的变分网格分割算法中加入城市场景中的高度及跨度约束，首先将三角网格进行几何结构分割，找到建筑物的主要平面结构。然后将垂直平面投影到地面上成为线段，从中抽取建筑物的多边形外轮廓。最后将建筑物顶面和立面分开进行建模，得到混合表达的模型。实验表明，提出的融合先验知识的平面提取方法能够有效的检测出建筑物完整几何结构，该方法将顶面和立面分开建模，能够有效地重建出LOD2模型。　　3.以稠密的带纹理三角网格作为输入，提出了一套完整的从MVS网格模型中重建出大规模城市场景LOD2模型的方法。该方法利用城市场景的2.5D特性，首先将输入网格模型进行正射投影采样，将原始三维空间中的纹理，几何信息转换成一致的二维图像表示的正射影像、高度图以及法向图。在正射影像上进行语义分割后，对于每栋建筑物，通过在以上采样的三种异质数据上统一检测线段来勾画顶面形状的轮廓。最后赋予这些线段组成的多边形对应的顶面平面，就可以得到建筑物模型。由于从俯视正射的角度将三维空间数据转换成了二维图像数据，该方法可以利用现有算法极大的提升建模效率和速度。实验表明，该方法能够有效地处理大规模场景，从带纹理的MVS网格模型生成细节程度达到LOD2的城市模型。

关键词：图像处理三维矢量化模型平面提取语义分割

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通信局房三维建模平台设计及应用

引用

邮电设计技术 2023年第7期 43-48页

作者：刘晓明齐少安兰文辉中讯邮电咨询设计院有限公司郑州分公司河南郑州450007

为了促进通信行业进入规、建、维、优、营数字化时代,通过分析通信局房三维建模平台的业务需求,总结了通信局房三维建模平台应具有的能力,结合人工智能技术,设计实现了一个从数据采集、三维重建到建模结果呈现的三维建模平台,并详细介... 详细信息

为了促进通信行业进入规、建、维、优、营数字化时代,通过分析通信局房三维建模平台的业务需求,总结了通信局房三维建模平台应具有的能力,结合人工智能技术,设计实现了一个从数据采集、三维重建到建模结果呈现的三维建模平台,并详细介绍了平台的实施方案。通过通信局房三维建模平台可生成带属性的三维矢量化模型、带空间尺寸信息的可漫游全景视图、CAD图纸。平台建模精度达到厘米级,具有良好的开放性、灵活性和技术先进性。

关键词：人工智能三维重建数字化三维矢量化模型

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