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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 趙鍵哲 | |
| dc.contributor.author | Tzu-Yi Chuang | en |
| dc.contributor.author | 莊子毅 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-13T03:14:03Z | - |
| dc.date.available | 2006-08-15 | |
| dc.date.copyright | 2006-08-14 | |
| dc.date.issued | 2006 | |
| dc.date.submitted | 2006-08-04 | |
| dc.identifier.citation | Akca, D., 2003. Full Automatic Registration of Laser Scanner Point Clouds, Optical 3D Measurement Techniques VI, pp.330-337.
Briese, C., 2004. Breakline Modelling from Airborne Laser Scanner Data, eingereicht an der Technische Universität Wien Fakultät für Mathematik und Geoinformation Besl, P.J., and N.D. McKay, 1992. A method for registration of 3D shape, IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 14, No. 2, pp.239-256. Behan, A., 2000. On the Matching Accuracy of Rasterised Scanning Laser Altimeter Data, International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, Amsterdam, pp.75-82. Boyer, K.L., and, A.C. Kak, 1988. Structural Stereopsis for 3D Vision, IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol.10, no.2, pp.144-166. Canny, J., 1986. A Computational Approach to Edge Detection, IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. PAMI-8, No.6, 679-698. Gruen, A., and D. Akca, 2004. Least Squares 3D Surface Matching, International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. 34, Part 5/W16. Hough, P.V.C., 1962. Methods and Means for Recognizing Complex Patterns, U.S. patent No.3069654 Habib, A., Y. Lee, and M. Morgan, 2003. Automatic Matching and Three-Dimensional Reconstruction of Free-Form Linear Features from Stereo Images, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, Vol. 69, pp. 189-197. Habib, A., G. Mwafag, M. Michel, and R. Al-Ruzouq, 2005. Photogrammetric and LIDAR Data RegistrationUsing Linear Features, American Society for Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. 71, No. 6, pp. 699–707. Hsu, R.S., 2005. Adjustment Treatments of Surveying Measurements, Department of Civil Engineering NTU, Ch3. Jaw, J.J., and T.Y. Chuang, 2005. Automatic 3D Line-based Matching and Spatial Similarity Transformation. CD-ROM Proceedings of the 26th Asian Conference on Remote Sensing, Hanoi, Vietnam. Kilian, J., N. Haala, and M. Englich, 1996. Capture and Evaluation of Airbone Laser Scanner Data, International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, Vienna, pp.383-388. Lin S.H., and J.J. Jaw, 2004. Structuralization of LiDAR Point Cloud, Proceedings of the 25th Asian Conference on Remote Sensing, Chiang Mai, Thailand, pp.102-107. Maas, H.G., 2000. Least-squares Matching with Airborne Laserscanning Data in a TIN Structure, International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, Amsterdam, pp.548-555. Shaker, A., 2004. The line-based transformation model (LBTM): A new approach to the rectification of High-resolution satellite imagery, ISPRS Congress, pp. 850-855. Vosselman, G., and H.G. Maas, 2001. Adjustment and Filtering of Raw Laser Altimetry Data, OEEPE Workshop on Airborne Laserscanning and Interferometric SAR for Detailed Didital Elevation Models, Stockholm, pp.62-73. Zhao, H., and R. Shibasaki, 2001. A Robust Method for Registering Ground-based Laser Range Image of Urban Outdoor Objects, PE&RS, Vol.67, no.10, pp.1143-1153. 李姝儀,2005。從地面雷射點雲萃取物面角特徵供多測站資料連結之研究,國立成功大學測量與空間學系碩士論文。 武殿梁,洪軍,丁玉成,趙萬華,2002。測量點群與標準曲面的匹配演算法研究,西安交通大學機械工程學院,西安交通大學學報,第36卷第5期。 曾義星、史天元,2002。三維雷射掃瞄技術及其在工程測量上之應用,土木水利。 黃國彥,2005。結合三維網格及迭代式霍夫轉換進行光達點雲資料結構化處理,國立台灣大學土木研究所碩士論文。 賴志凱,2004。地面雷射掃瞄儀的精度分析與檢定,國立成功大學測量與空間學系碩士論文。 彭念豪,2005。以控制直線進行影像外方位參數求解之自動化作業,國立台灣大學土木研究所碩士論文。 湯凱佩,2005。以共軛平面特徵進行光達點雲資料結合之平差模式,內政部辦理LiDAR之高精度及高解析度數值地型測繪、資料庫建置與應用推廣工作案成果發表暨應用研討會,pp.15-24。 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。 URL:http://www.ems-i.com/gmshelp/Interpolation/Interpolation_Schemes/Natural_Neighbor_Interpolation.htm, Environmental Modeling System, Inc. (last date accessed: 12 August 2006). | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/31512 | - |
| dc.description.abstract | 本研究論述多測站地面光達點雲資料,藉由三維直線特徵萃取、三維直線特徵匹配以及以三維直線特徵為主的空間相似轉換進行套合工作。研究中介紹人工選取、自動直線特徵偵測及面擬合交會三維直線特徵三種萃取模式,工作中比較分析各模式適用場景並聯合三種萃取模式於地面光達點雲資料套合作業;三維直線特徵匹配乃建構於空間角度與距離的幾何約制條件及空間相似轉換的近似模式演算法來進行共軛特徵之篩選及確認;以三維直線特徵為基礎之空間相似轉換具有近似模式、嚴密模式及聯合模式,聯合模式可免於提供起始近似值之作業困擾並達到嚴密求解轉換參數之功效。本研究以地面光達多測站之點雲資料以前述方法進行套合試驗,證實以三維直線特徵進行光達點雲資料套合之可行性。 | zh_TW |
| dc.description.abstract | In this paper, the author shows how to extract the 3D line features from ground-based LiDAR point clouds in three different ways and develops the algorithms in which 3D line feature matching for registering overlapping scenes can be established by using geometric constraints, like spatial angles and distances, in an automatic fashion. 3D spatial similarity transformations by employing 3D line features are proposed for both its rigorous and approximate models in this study. The rigorous model involves providing approximation of parameters when initializing the computation. The approximate model, on the other hand, requires no approximation for a less accurate solution, however. The two models are combined, called hybrid model, in an attempt to free the necessity of approximation and acquire a highly accurate solution. The experiments for registering overlapping point cloud data sets collected by a ground-based LiDAR system demonstrates the satisfactory data registration result based on the proposed scheme. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-13T03:14:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-95-R93521123-1.pdf: 11537648 bytes, checksum: cd25e23e78dcb843c12fffea4281592f (MD5) Previous issue date: 2006 | en |
| dc.description.tableofcontents | 目 錄
致謝…………………...………………...………………………...…….一 摘要…………………...………………...………………………........…三 ABSTRACT………...………………...………………………...........…四 目錄…………………...………………...………………………........…五 表目錄………………...………………...………………………........…八 圖目錄………………...………………...………………………........…十 第一章 前言……………………………...……………………………1 1-1 研究動機與目的…………………...………………...…………1 1-2 相關研究…………………………...………………...…………2 1-3 研究方法與流程………………………………………………..6 1-4 論文架構………………………………………………………..8 第二章 三維直線特徵萃取、匹配與空間相似轉換.................9 2-1 點特徵和直線特徵之觀測量比較……………………………..9 2-1-1 直線特徵於物空間之參數化……………… ….………10 2-1-2 四參數的三維直線表示法……… …………………….10 2-2 三維直線特徵萃取方式………………………………………12 2-2-1 人工萃取模式…………………………………………..12 2-2-2自動直線特徵萃取模式………………………………...13 2-2-3面擬合交會直線特徵萃取模式………………………...15 2-2-3-1面擬合交會直線特徵萃取模式之粗差偵測...19 2-2-3-2 計算三維直線四參數…………………………20 2-2-3-3 計算三維直線特徵端點………………………22 2-2-3-4 計算三維直線特徵端點精度…………………22 2-3 兩測站三維直線特徵匹配模式…………...………… ……....25 2-3-1 角度檢查……..…………………………………….....27 2-3-2 方向向量檢查………...…………………………..…….29 2-3-3 最短距離檢查…………………………………..…….29 2-4 多測站三維直線特徵匹配模式………...……..……………...31 2-5 三維直線特徵空間相似轉換………………………….……34 2-5-1 三維直線特徵空間相似轉換之嚴密模式…………….35 2-5-2 三維直線特徵空間相似轉換之近似模式……...…….39 2-5-3 三維直線特徵空間相似轉換之聯合模式…….......….40 2-6 多測站三維直線特徵空間相似轉換數學模式…………….41 2-7 影響空間相似轉換求解之因素………………………….…43 第三章 模擬資料實驗成果分析與討論…...………………...….45 3-1 實驗一……………………………………………………...….46 3-1-1 模擬資料配置…………………………………….….…46 3-1-2 實驗測試結果………………………….…………….…48 3-2 實驗二…………………………………………………………50 3-2-1 三維直線特徵之分佈位置與長度對轉換參數求解 的影響………………………………………………….50 3-2-1-1 測試一……………………………………..…50 3-2-1-2 測試二……………………………………..…53 3-2-1-3 測試三……………………………………..…56 3-2-2 三維直線特徵之姿態對轉換參數求解的影響……..57 3-2-3 三維直線特徵的數量與觀測誤差對轉換參數求解 的影響…………………………………………………61 3-3 實驗三…………………………………………………………66 3-3-1 模擬資料配置…………………………...……………...66 3-3-2 模擬測試結果…………………………………………..67 3-4 總結分析...…………………………………………………….68 第四章 實際資料實驗成果分析與討論..…………....………….70 4-1 實驗資料………………………………………………………71 4-2 實驗場A………………………………………………………71 4-2-1 測試一…………………….………….…………………74 4-2-2 測試二…………………….…………….………………79 4-2-3 測試三………………………………………………..…84 4-2-4 測試四……………………………………………..……89 4-3 實驗場B….……………………………………………………95 4-3-1 測試一…...………………….………….…….…………97 4-3-2 測試二…………………….……..……….……………101 4-3-3 測試三……………………….……………...…………105 4-3-4 測試四…………………………………...….…………105 4-4 實驗綜合分析……………………………………………..…110 4-5 與相關研究以點特徵套合之成果討論…………………..…108 第五章 結論與建議………..……………………………………113 5-1 結論…………………………………………………………113 5-2 建議…………………………………………………………114 參考文獻……………………………………………………………116 附錄一……………………………………………………………….119 附錄二……………………………………………………………….122 附錄三……………………………………………………………….124 作者簡歷……………………………………………………………129 表 目 錄 表3-1 模擬實驗測試項目……..………………………………………46 表3-1-1 轉換參數真值………...………………...…………………….46 表3-1-2 直線特徵共軛配對……………………………..…………….48 表3-1-3 各共軛直線特徵間之最短距離…………………………..….49 表3-1-4 各測站間之轉換七參數……………………….……………..49 表3-1-5 RMSE檢驗與內部精度指標…..……………………………49 表3-2-1 直線特徵分佈於第一象限…………………….…….……….52 表3-2-2 直線特徵均勻分佈………..………………………………….52 表3-2-3 垂直類型………….…………………………………………..55 表3-2-4 共面類型………….…………………………………………..55 表3-2-5 隨機類型…….………………………………………………..55 表3-2-6 具0.01公尺隨機誤差….……………………………………..56 表3-2-7 具0.1公尺隨機誤差…..……………………………………...57 表3-2-8 隨機類型……………………………………………………...59 表3-2-9 垂直類型…………...………………………………….……...59 表3-2-10 共面類型………………………………….………...…….....59 表3-2-11 三維空間相似轉換七參數真值…….……..……….…….....61 表3-2-12 參數誤差…………………………….……….……...............63 表3-2-13 六個檢核點RMSE檢驗………………….……….…….......64 表3-3-1 三維空間相似轉換七參數真值…………………….……......65 表3-3-2 只具有隨機誤差情況………...……….………….......67 表3-3-3 具有粗差觀測量情況…………………………………….......67 表4-1 實驗內容……………….……………..…...................................70 表4-2-1 最短距離指標……….……………..…....................................76 表4-2-2 各測站間轉換七參數…….……..…........................................76 表4-2-3 內部精度指標………………...………………………………77 表4-2-4 最短距離指標……….……………..…....................................81 表4-2-5 各測站間轉換七參數.……………..…....................................81 表4-2-6 內部精度指標……………………...…………………………82 表4-2-7 最短距離指標……….……………..…....................................86 表4-2-8 各測站間轉換七參數.……………..…....................................86 表4-2-9 內部精度指標……………………...…………………………86 表4-2-10 最短距離指標……….……………..…..................................92 表4-2-11 各測站間轉換七參數….………...….....................................92 表4-2-12 內部精度指標……………………...………………………..92 表4-3 實驗場B各測站點雲資料……...................................................96 表4-3-1 最短距離指標……………..….................................................98 表4-3-2 各測站間轉換七參數……..….................................................99 表4-3-3 內部精度指標……………………...…………………………99 表4-3-4 最短距離指標……………..…...............................................102 表4-3-5 各測站間轉換七參數……..…...............................................102 表4-3-6 內部精度指標……………………...………..………………102 表4-3-7 最短距離指標……………………………………….………107 表4-3-8 各測站間轉換七參數………………………………….……107 表4-3-9 內部精度指標…………………………...………….….……107 表4-5-1 控制點數檢核成果比較……………...………….….………112 圖 目 錄 圖1-3-1 研究流程圖…………………………………………...………..7 圖2-1-1 三維直線特徵參數化之示意圖………………………...……11 圖2-2-1 人工萃取模式流程圖………………...................................…13 圖2-2-2 自動直線特徵偵測萃取模式流程圖…...……………..……..13 圖2-2-3 霍夫轉換示意圖………………………….…………………..14 圖2-2-4 面擬合交會直線特徵萃取模式流程圖………..…………….15 圖2-2-5 直線端點示意圖……………………..……………………….22 圖2-3-1 三維直線特徵匹配流程圖……………………..…………….25 圖2-3-2 三維直線特徵匹配程序圖…………………...………………27 圖2-3-3 角度檢查示意圖...……………………………………………28 圖2-3-4 最短距離檢查示意圖...………………………………………30 圖2-4-1 多測站直線特徵匹配模式示意圖………...…………………31 圖2-4-2 三測站基本單元匹配示意圖………...………………………31 圖2-4-3 三測站基本單元匹配程序圖…..………………...…………..32 圖2-4-4 多測站直線特徵匹配流程圖…..………………...…………..33 圖2-5-1-1 不同坐標下的三維共軛直線段…………….…………..…36 圖2-5-3-1 聯合模式示意圖……………………………….………..…41 圖3-1-1 各測站三維直線特徵與檢核點示意圖……….……..………47 圖3-1-2 多測站直線特徵匹配模式示意圖……….….…………….…48 圖3-2-1 三維直線特徵分佈圖……………………………………...…51 圖3-2-2 三維直線特徵分佈圖……………………………………...…51 圖3-2-3 垂直類型……. …….…………….………………..………….53 圖3-2-4 共面類型…….…………….………...….…………………….53 圖3-2-5 隨機類型….………………….………………….……………53 圖3-2-6 長短直線觀測量……………………………………..……….56 圖3-2-7 隨機分佈姿態….…………….….……………………………58 圖3-2-8 垂直分佈姿態….…………….….……………………………58 圖3-2-9 共面分佈姿態………….……….…………………………….58 圖3-2-10 直線特徵組空間分佈……………………………………….62 圖3-2-11 直線特徵改正數向量圖…….………………………..……..65 圖4-2-1 實驗場A各測站之原始光達點雲資料與近景影像…...…..73 圖4-2-2 規則光達點雲資料之距離影像及人工選取之直線特徵.......75 圖4-2-3 各測站直線觀測量套合示意圖………………………….…..77 圖4-2-4 點雲資料套合成果………………………………….……......78 圖4-2-5 點雲資料套合局部放大成果…………..…………………….78 圖4-2-6 自動直線特徵偵測結果………………………….…………..80 圖4-2-7 直線特徵觀測量…………………………….………………..80 圖4-2-8 直線觀測量套合示意圖…………………….………………..82 圖4-2-9 點雲資料套合…………...…...………………….……………83 圖4-2-10 點雲資料套合局部放大成果………...……..………………83 圖4-2-11 人工選取之特徵區域…………………….…………………84 圖4-2-12 面擬合交會萃取之直線特徵…………….…………………85 圖4-2-13 直線觀測量套合示意圖……...…………….……….………87 圖4-2-14 點雲資料套合…...………………………….…….…………88 圖4-2-15 面特徵交線示意圖………………………………………….88 圖4-2-16 剔除雜訊區域之測試區……………...…….……….………90 圖4-2-17 自動直線特徵偵測成果………………………………….…91 圖4-2-18 直線觀測量套合示意圖…………....…….……….……...…93 圖4-2-19 點雲資料套合…………………… …...…..….…….……….94 圖4-2-20 點雲資料套合之局部放大圖.…………………..………..…94 圖4-3-1 實驗場B各測站之原始光達點雲資料與近景影像………...96 圖4-3-2 規則光達點雲資料之距離影像與直線特徵觀測量……...…98 圖4-3-3 各測站直線觀測量套合示意圖…………………….……..…99 圖4-3-4 點雲資料套合成果…………..………………….…………..100 圖4-3-5 點雲資料套合成果局部放大圖…………..…….………..…100 圖4-3-6 自動直線特徵偵測與直線特徵觀測量………….....………101 圖4-3-8 直線觀測量套合示意圖……..………………...........………103 圖4-3-9 點雲資料套合成果....………….………..……………….….103 圖4-3-10點雲資料套合局部放大圖….…………………………..….104 圖4-3-11 測站A、B、C規則點雲資料.………...…….……………….105 圖4-3-12 萃取三維直線特徵...…….…………………......………….106 圖4-3-13 點雲資料套合成果…….…………………......……………108 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | 光達點雲 | zh_TW |
| dc.subject | 幾何約制 | zh_TW |
| dc.subject | 套合 | zh_TW |
| dc.subject | 三維直線特徵 | zh_TW |
| dc.subject | 三維直線特徵匹配 | zh_TW |
| dc.subject | 空間相似轉換 | zh_TW |
| dc.subject | Geometric Constraints | en |
| dc.subject | LiDAR Point Cloud | en |
| dc.subject | Registration | en |
| dc.subject | 3D Line Features | en |
| dc.subject | 3D Line Matching | en |
| dc.subject | Similarity Transformation | en |
| dc.title | 以三維直線特徵進行地面光達點雲套合 | zh_TW |
| dc.title | Registration of Ground-based LiDAR Point Clouds by Using 3D Line Features | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 94-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 蔡展榮,邱式鴻,張崑宗 | |
| dc.subject.keyword | 光達點雲,套合,三維直線特徵,三維直線特徵匹配,空間相似轉換,幾何約制, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | LiDAR Point Cloud,Registration,3D Line Features,3D Line Matching,Similarity Transformation,Geometric Constraints, | en |
| dc.relation.page | 129 | |
| dc.rights.note | 有償授權 | |
| dc.date.accepted | 2006-08-07 | |
| dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
| dc.contributor.author-dept | 土木工程學研究所 | zh_TW |
| 顯示於系所單位: | 土木工程學系 | |
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