使用三维网格与霍夫转换於雷射扫点云资料结.ppt

1、1,使用三維網格與霍夫轉換於雷射掃點雲資料結構化暨分面之研究,指導教授：趙鍵哲老師 學生：黃國彥,2,綱要 前言及文獻回顧 原理 實例 結論與後續目標 參考文獻,3,一前言及文獻回顧 光達點雲資料的特性 龐大且離散的點數 光達點雲資料的結構化 Pseudo-Grid、三維網格 光達點雲資料的分面 區域成長法、八分樹法,4,光達點雲資料的特性,圖1.1光達點雲圖,5,光達點雲資料結構化(1),圖1.2Pseudo-Grid示意圖Cho W et al., 2004,6,光達點雲資料結構化(2),圖1.3點雲資料三維網格切割示意圖 陳英鴻，2004,7,光達點雲資料的分面(1),圖1.4光達資料結

2、構化流程圖 Shing-Hung Lin, Jen-Jer Jaw, 2003,8,光達點雲資料的分面(2),圖1.5四分樹範例示意圖(a)資料點分布及樹狀結構示意圖(b)以二 元影像標示資料點分布圖Zhirkov, 2001,9,二理論 光達點雲三維網格結構化 以三維網格結構搜尋初始值 以霍夫轉換取得共面點資訊,10,2.1光達點雲三維網格結構化,子網格提供的資訊 位相關係 光達點的資訊,11,光達點雲三維網格結構化流程圖,圖2.1.2三維網格結構化流程圖,12,2.2以三維網格結構搜尋起始值,定義目標網格 至少需含有一個或以上的光達點 定義搜尋網格及搜尋方法 多重網格搜尋,13,多重網格搜

3、尋,起始網格,搜尋網格,圖2.2.1多重網格搜尋示意圖(1),14,多重網格搜尋,起始網格,搜尋網格,圖2.2.2多重網格搜尋示意圖(2),15,多重網格搜尋流程圖,圖2.2.3多重網格搜尋流程圖,16,2.3以霍夫轉換取得共面點資訊,應用霍夫轉換於二維平面 定義霍夫轉換時代入之近似法向量 判斷霍夫轉換後之法向量,17,應用霍夫轉換於二維平面(1),式 2.3.1,式 2.3.2,18,應用霍夫轉換於二維平面(2),圖2.3.1直線(物空間),19,應用霍夫轉換於二維平面(3),20,應用霍夫轉換於二維平面(4),表 2.3.1霍夫轉換後係數表,圖2.3.2霍夫轉換後示意圖,21,定義霍夫轉換

4、時代入之近似法向量,近似法向量之範圍 近似法向量之大小,22,判斷霍夫轉換後之法向量(1),表 2.3.2霍夫轉換後係數表,23,判斷霍夫轉換後之法向量(2),表 2.3.3霍夫轉換後係數表(點1),圖 2.3.3以影像方式表示霍夫轉 換後係數表(點1),24,判斷霍夫轉換後之法向量(3),表 2.3.4霍夫轉換後係數表(點2),圖 2.3.4以影像方式表示霍夫轉 換後係數表(點1與點2),25,判斷霍夫轉換後之法向量(4),表 2.3.5霍夫轉換後係數表(點3),圖 2.3.5以影像方式表示霍夫轉 換後係數表(點1、2與點3),26,判斷霍夫轉換後之法向量(5),圖 2.3.5以影像方式表示

5、霍夫轉換後係數表(全部的點),27,判斷霍夫轉換後之法向量(6),式 2.3.6,圖 2.3.6面(物空間),28,判斷霍夫轉換後之法向量(6),圖 2.3.7以影像的方式表示轉換後最大值 所在該層之分佈情況,式 2.3.7,29,判斷霍夫轉換後之法向量(6),式 2.3.8,圖 2.3.8以影像的方式表示轉換後最大值 所在該層之分佈情況,30,霍夫轉換分面流程圖,圖2.3.9多重網格搜尋流程圖,調整近似法向量,讀取光達點雲與近似法向量,是否所有近似法向 量皆已處理？,判斷法向量 及共面點,Yes,No,代入近似法向量並進行霍夫轉換,31,三實例 模擬資料 存有兩平面之模擬資料 含高突物之模擬

6、資料 實際資料 成功大學圖書館側面的近景影像,32,共計採用兩種模擬資料，一為存有兩交會平面之點雲 資料，試圖驗証是否可以準確將兩平面之交線訂出； 一為具高突物之點雲資料，試圖驗証是否可以偵測出 高突物，其資訊如表3.1所示。,表3.1模擬資料資訊,模擬資料(1),33,模擬資料(2),34,表3.2分面後資訊,模擬資料(3),表3.1模擬資料資訊,35,圖 3.2(a)模擬資料二原始點雲圖,圖 3.2(b)模擬資料二分面後點雲圖,模擬資料(4),36,表3.3分面後資訊,模擬資料(5),表3.1模擬資料資訊,37,實驗資料為成功大學圖書館側面的近景影像及地 面光達資料，所使用之地面雷射掃描儀

7、為加拿大 Optech公司所生產之ILRIS-3D(劉燈烈，2004),實際資料(1),表3.4 雷射掃瞄儀資料與光達資料點數,38,實際資料(2),圖3.3光達點雲圖,圖3.4分面後點雲圖,39,四結果討論(1),表4.1法向量一覽表,圖3.4分面後點雲圖,40,四結果討論(2),圖4.1單以網格分面之成果,圖3.4霍夫轉換分面後點雲圖,41,四結果討論(3),表4.3法向量一覽表 (三維網格),表4.2法向量一覽表 (霍夫轉換),42,五後續目標,加強多重網格搜尋之邏輯 將面交會處之點更有效取出 評估轉換後之精度 分面完成後交線,43,參考文獻 【】陳英鴻，2004，光達點雲資料連結點匹配

8、之研究，國立成功大學測量與 空間資訊學系研究所碩士論文，Pp.23 【】劉燈烈，2004，地面光達點雲資料的平差結合與影像敷貼，國立成功 大學測量及空間資訊研究所碩士論文 【】賴志恆，2003，雷射掃瞄點雲資料八分樹結構化之研究，國立成功大學 測量與空間資訊學系研究所碩士論文，Pp.1、2-3 【】Shing-Hung Lin, Jen-Jer Jaw, 2004,“Structrualization of LIDAR data set”, The 25th ACRS A-3.3 【】 Zhirkov A, 2004,“Binary Volumetric Octree Representation for Image-Based Rendering, Graphocon2001(CD-ROM) 【】Kai-Pei Tang, Yi-Hsing Tseng, 2004,“Matching Tie Points of Lidar Point Cloud Data Sets Using Normalized Cross-Correlation ”, The 25th ACRS PS-5.8 【】Cho W., Jwa Y.-S., Chang H.-J., Lee S.-H., 2004,“Pseud