平面拟合

摘要： 针对三维点云数据中存在的异常点会对平面拟合过程产生不利的影响,提出了一种将最小平方中值算法(Least Median of Squares,LMedS)与特征值法相结合的点云平面拟合新方法。首先,通过LMedS算法进行多次迭代确定最佳阈值并剔除点云数据中的异常点。然后,采用特征值法对剔除完异常点后的点云数据进行平面拟合,以获得更加精确的拟合平面参数解。最后,分别采用最小二乘法、特征值法、RANSAC+主成分分析法与所提出方法对仿真和实测点云数据进行平面拟合计算。实验结果表明,相比于其他方法,该方法的平面拟合精度更高,适用于对含有异常点的点云数据进行平面拟合,具有较高的鲁棒性。

摘要： 为有效地从海量、带噪阵列InSAR空间点中检测建筑立面,该文提出一种基于结构先验的渐进式建筑立面检测算法。该文算法首先将初始阵列InSAR空间点投影至地面以生成与建筑立面相应的连通区域,然后通过结构先验的引导逐步在每个连通区域内检测潜在的线段,进而根据线段及其对应的空间点生成相应的建筑立面;在此过程中,当前连通区域对应线段的检测空间根据其相邻连通区域内已检测线段构造,有效保证了整体效率与可靠性。实验结果表明,该文算法可快速从海量、带噪阵列InSAR空间点中检测出较多的可靠建筑立面,较好地克服了传统多模型拟合算法效率低与可靠性差的缺点。

摘要： 线结构光测量系统容易受到环境光干扰从而影响条纹中心线的提取。通过对系统空间结构约束的分析,文中提出一种多线结构光条纹中心线的提取方法。该方法分为标定和测量两个阶段,在标定阶段求出中心线的偏移量和偏移系数;在测量阶段中,分别在有环境光和无环境光时求得条纹中心线的三维世界坐标。通过平面和曲面拟合实验测量精度,并与Steger算法进行对比。实验结果表明,当存在环境光时,斜平面拟合得到的误差值小于0.007 mm,曲面拟合得到的百分比相对误差小于1.2%;无环境光时,圆柱体高度拟合相对误差小于0.7%,说明本文算法精度优于Steger算法。

摘要： 线路平面拟合设计是工程项目规划设计阶段的节点内容,对公路项目工程推进顺利性、工程建设经济性、建设质量具有重要影响。文章从平面线形组合类型、道路线形数据采集的内容、改扩建道路的线性特征、平面拟合设计原则、最小二乘法的平面拟合设计流程等方面,对改扩建公路路线平面拟合设计展开研究,提出了平面拟合设计中的重点问题,可为业内提供技术参考。

摘要： 随着现代化测绘技术的发展,三维激光扫描技术在变形监测中的应用愈加广泛,以三维点云数据为基础,提取变形信息,能够方便直观地获取建筑物的变形姿态。本文分别从点、线、平面、曲面提取建筑物变形信息,针对传统平面和曲面拟合算法的抗噪性较弱的弊端,基于RANASAC算法,提出建筑物平面和曲面优化拟合算法,设计实验对优化算法的抗干扰性和准确性进行充分验证,结果表明:在存有较多异常噪点的点云数据中,优化拟合算法能够较好地识别噪点数据,抗干扰性较强。

摘要： 针对核燃料组件关键尺寸测量困难的问题,提出了一种基于结构光识别的核燃料组件堆芯管座间垂直阶差与水平间距测量方法。通过直通滤波算法去除与关键尺寸测量无关的冗余点云,利用统计滤波算法滤除离群噪点,基于RANSAC平面分割实现了管座特征区域点云的提取;建立了关键尺寸模型,基于最小二乘法拟合平面实现了管座间垂直阶差的测量;将三维点云投影至二维平面,以保留管座点云边界信息,并进行欧式聚类分割,在分离出不同管座点云的基础上提取出边界点,提出了一种基于RANSAC算法的点云测距算法,实现了相邻管座间的水平间距测量。实验结果表明,所提方法能快速精确地测量出核燃料组件堆芯管座间的垂直阶差与水平间距,并且使二者误差均保持在0.2 mm以内。

摘要： 为了能够进一步促进在视觉引导基础上机器人自主分拣系统的生产效率和生产质量,本文特对分拣机器人的三维视觉系统的快速标定方法进行分析与研究。利用分布在不同空间点的同坐标系进行表示,而后提出三维标定块角点构建多个弓箭手坐标系的标定方法。根据标定块角点坐标值在视觉坐标系下的求解问题,特提出基于局部点云拟合平面,而后对分析解立方程组的具体方法。本次所提出的标定方法只需要采集一次三维标定块点云和拖动机械臂末端的探针对标定块的三个角点进行接触,而后就可以直接对所需要的数据进行采集。

摘要： 航天技术的迅猛发展掀开了人类向外太空探索的狂热浪潮。商业航天、太空旅游、太空居住等正逐步变成现实,作为空间载体的太空建筑的特殊环境建构亟待深入研究。本文针对太空建筑捕获太阳能和抵御空间碎片撞击的问题,基于空间动力学模型模拟,提出太空建筑光伏围护系统的设计策略和光伏围护系统平面拟合的优化方法,以期为推动太空建筑的合理化升级提供理论方法。

摘要： 本文提出一种有效的基于线段匹配与结构先验的城市建筑立面三维"线-面"结构快速重建算法.本文算法利用在当前图像中检测的初始线段将图像分割为互不重叠的区域,然后在点-线约束空间内对每个区域的竖直边进行匹配并通过全局多平面拟合的方式获取建筑初始主平面;在此基础上,利用结构先验(如共线、共面等)对图像中潜在线段匹配(或空间线段)进行推断与优化,进而获取每个区域对应的空间平面.实验结果表明,本文算法仅利用两幅图像即可重建以"线-面"形式表达的城市建筑立面完整结构,整体上具有较高的效率与精度.

摘要： 为快速从地质结构面三维点云数据中提取产状信息,基于Python程序设计语言,编程实现了一套自动拟合平面并计算结构面产状的算法.首先,介绍了最小二乘法和主成分分析法2种算法原理和求解平面方程思路;其次,利用Python语言分别设计实现了上述算法,并引入奇异值分解帮助求解主成分向量,给出了关键代码和程序流程;最后,对2种算法进行对比和误差分析,并将平面方程转换为产状信息.将该方法应用于国际公开试验数据,人工截取指定结构面产状,计算结果平均值与实际值相比<1°,最大不超过2°;无监督聚类分割生成的不规则结构面产状计算结果平均值与实际值相比<4°,最大不超过8°,且主成分分析法误差更小.结果表明,该方法精确度高,使用简便,满足工程实际需要.

摘要： 点云数据的处理是地理信息、空间分析的重要组成部分.本文通过平面拟合的方式对点云数据的表面法矢向量进行提取,同时通过对平面的最小值优化,简化了平面拟合的计算复杂度.在具体算法上,通过查询点云的-邻域,建立相应的拓扑结构,在拓扑结构的基础上拟合出最小二乘法下的切平面,从而估算点云的表面法矢向量.通过原型系统的实验可知,本文的估算算法具有较高的精确度,能适用于对精度要求较高的应用环境.

摘要： 平面点云数据存在粗差或异常值扰动时,常用拟合方法结果不准确或者不稳定.将粗差探测和抗差估计两种理论分别应用于点云数据平面拟合中,两种方法均以最小二乘平差为基础,采用不同的思路减弱或消除粗差点对拟合结果的影响.试验中分别利用最小二乘法、特征值法、粗差探测法和抗差估计法对点云数据进行拟合,对比分析两种方法的抗差性.

摘要： 本文分析了三维激光扫描仪在建筑物变形监测中的研究现状，提出了点云数据平面拟合处理方法。实验表明，该方法能较好地提高监测精度，更好地对建筑物进行整体形变分析。基于AutoCAD平台开发了数据处理系统，该系统能服务于变形监测，施工质量检验等领域。

摘要： 本文深入讨论了通过陆域重合点外推港口海域高程异常拟合模型精度。针对很多工程单位的GPS商业软件中实际上仅仅只有平面拟合法和曲面拟合法的现实，结合工程实例分别讨论高程异常变化平缓测区、狭长测区、大区域等的平面拟合和曲面拟合外推精度，结果表明在沿海高程异常起伏不大测区平面拟合模型外推精度优于二次曲面拟合模型；使用陆域重合点外推海域高程异常时，宜选择平面拟合模型，需要向外海海域外推多少公里，就应当等距离的搜集相应范围内的陆域重合点资料；解决了由于外海没有水准高程控制点，要进行GPS高程转换，就必须进行高程异常函数外推，而目前几乎所有文献讨论的都是陆域范围内GPS水准内插精度的难题，研究成果可为港口、外海等海洋工程提供参考。

摘要： 本发明涉及一种脊椎骨的三维空间模型拟合平面的拟合方法及装置，其特征在于，拟合装置至少包括识别模块和拟合模块，其中，识别模块以脊柱三维空间模型上的三角片为种子点进行生长并利用广度优先遍历法进行有最大迭代次数的相邻平面生长以获得三角片集合，拟合模块基于识别模块识别出的三角片的法向量和顶点参数采用矩阵乘法以及计算矩阵奇异值的方法计算两个相对拟合平面的方程式以获得两个相对的拟合面。本发明的脊椎矫正装置作为从整体中截取局部模型的装置，具有通用性，而且可实现自动地获得包围盒的空间位置和大小来适应不同形态的脊椎骨。相对于现有技术，本发明具有操作简单、自动性高、准确度高的优势。

摘要： 本发明涉及一种脊椎骨的三维空间模型拟合平面的拟合方法及装置，其特征在于，拟合装置至少包括识别模块和拟合模块，其中，识别模块以脊柱三维空间模型上的三角片为种子点进行生长并利用广度优先遍历法进行有最大迭代次数的相邻平面生长以获得三角片集合，拟合模块基于识别模块识别出的三角片的法向量和顶点参数采用矩阵乘法以及计算矩阵奇异值的方法计算两个相对拟合平面的方程式以获得两个相对的拟合面。本发明的脊椎矫正装置作为从整体中截取局部模型的装置，具有通用性，而且可实现自动地获得包围盒的空间位置和大小来适应不同形态的脊椎骨。相对于现有技术，本发明具有操作简单、自动性高、准确度高的优势。

摘要： 本发明公开了一种基于点云拟合光平面调平的方法及设备，该方法包括：在待处理的点云中选择特征点云簇；拟合特征点云簇所在的光平面；计算所述光平面的位姿；通过光平面的位姿将待处理的点云平铺到目标坐标系中。通过上述步骤的基于点云拟合光平面调平后方便切除点云的背景面，使得点云画面更加纯净。并且在基于视觉的无序抓取中可将点云调整到与机器人基座所在坐标系平行，从而可以以Z轴为方向从上到下进行抓取，使得处理速度更快且干扰更少。

摘要： 本发明公开了一种用于高精度工件的空间平面数据拟合方法，包括如下步骤：（1）获取待拟合平面数据；（2）从待拟合平面数据中随机抽取10%的数据；（3）采用整体最小二乘法拟合数据，得到第一次拟合平面；（4）采用对坐标点到第一次拟合平面的距离进行排序的思想整体剔除噪点并进行拟合，得到第二次拟合平面；（5）再次剔除噪点并进行拟合，得到第三次拟合平面；（6）计算残差和；（7）迭代。这种方法操作简单、平面数据拟合精度高、重复性好、迭代次数易确定、速度快，易于推广应用。

摘要： 本发明公开了一种轨道交通线路平面几何线形的拟合方法，包括：S1，通过精测网结合轨道检测车完成对轨道线路中心线测量，获取轨道交通线路中心线的测量离散点的坐标并计算里程；S2，根据曲率进行线路几何线形初步分组分段；S3，线路几何线形参数初步拟合；S4，采用正交拟合曲线参数和曲线分组分段交替迭代的方法对线路平面几何线形进行精确拟合；S5，依据规范及线路专业设计要求基于分治策略对拟合的曲线参数进行迭代计算，获取满足限制要求的线路平面线形。该方法通过输入不同拟合精度、规范中曲线参数限制范围及考虑对称缓长的线路设计要求完成线形的精确快速拟合，整体拨道量更小、计算效率大幅提升。

摘要： 本发明涉及精密测量技术领域，尤其涉及一种基于激光跟踪的空间平面拟合方法。包括：设定空间平面方程；获取待测平面数据；依据平面数据拟合空间平面并获取偏微分结果，并依据偏微分结果获取空间平面方程的参数，依据空间平面方程的参数剔除平面数据中的异常数据；依据剔除后的平面数据再次拟合空间平面，以计算待测平面的实际平面度偏差。现有技术中，虽然存在相应的空间拟合方法用于计算平面度偏差，但是仍然存在一定的误差导致不能满足要求。相较于现有技术，本方法能够剔除异常数据，从而有效的提高了计算精度，进而能够满足核电站主设备等要求极高的设备安装需求。

摘要： 本发明公开了一种用于既有轨道交通线路平面线形可视化重构的拟合方法。传统轨道线路平面拟合利用计算机完成，线路变形与拟合线路难以直观可视，且拟合线路精准度不高。本发明利用既有线路实测点在基准线路上的投影里程和垂直外移量建立平面坐标系；利用线路纵断面拉坡设计将平面形变转化为立面可视化，获得拟合线路直线地段定位数据，利用铁路线路平纵设计软件生成初拟线路，再以初步拟合线路为基准，获得各测点投影里程和垂直外移量，通过调整最终确定拟合线路和各测点拨距。本发明可用于铁路线路平面线形拟合重构和形变分析，获得的最终拟合线路精准度更高。

摘要： 本发明公开了一种基于平面拟合的地面机器人自主导航方法及机器人，包括如下步骤：S1、接收机器人使用激光雷达探测周围环境并返回的实时点云数据；S2、SLAM模块结合里程计信息及激光雷达各时刻返回的点云数据建立全局地图，并将其输入全局规划模块；S3、全局规划模块生成RRT树和稀疏全局路径；在基于GPR进行插值后，将一个密集的全局路径导入到局部规划模块中；S4、局部规划模块中的本地规划器向机器人产生控制输入。本发明更精确地模拟了机器人的真实运行姿态，将问题维度扩展到3维，融合地形分析与路径规划，节省计算资源，提升系统整体的运行速度，在评估地形的可通过性的同时能够用于估计机器人在通过地形时的运行姿态。

摘要： 本发明公开了一种引入法向量优化的RANSAC点云平面拟合方法：步骤1，将待拟合的点云数据集作为当前点云数据集；步骤2，生成当前点云平面：步骤3，得到当前点云平面模型；步骤4，判断迭代次数是否到达设定次数，则输出当前点云平面模型；否则返回执行步骤2；步骤5，令j＝1；步骤6，设定当前点pj；步骤7，计算当前点pj的法向量nj；步骤8，计算当前点pj与其任意一个邻域点的法向量夹角β；步骤9，若β不小于平滑度阈值，则剔除该点，得到更新后的点云平面模型，将其作为当前点云平面模型；遍历所有点，输出当前点云平面模型；否则，令j＝j+1，返回步骤6；本发明的方法能够较精确拟合除连续完整平面之外的点云平面模型。

摘要： 本发明公开了一种基于平面拟合的事件传感器光流估计方法及装置，所述方法包括：对事件传感器输出的事件流进行预过滤处理；利用Prim贪婪算法选取最优局部邻近事件集，提取有效事件；根据最优局部邻近事件集，选取最优的M个事件搭建平面拟合初始模型；将最优局部邻近事件集中其他事件代入初始模型，通过RANSAC算法迭代选取最优平面拟合模型，实现光流估计；本发明的优点在于：减小事件流中的异常数据点对于有效事件的提取和平面拟合模型的建立的误差影响，提高光流估计的精确度。