三维点云数据处理的技术研究
《2024年三维激光扫描点云数据处理及应用技术》范文

《三维激光扫描点云数据处理及应用技术》篇一一、引言随着科技的不断进步,三维激光扫描技术已成为众多领域中重要的数据获取手段。
通过高精度的激光扫描设备,可以快速获取大量点云数据,这些数据在建筑测量、地形测绘、文物保护、机器人导航等领域有着广泛的应用。
然而,如何有效地处理这些点云数据,以及如何将处理后的数据应用于实际场景中,成为了当前研究的热点问题。
本文将详细介绍三维激光扫描点云数据处理的基本原理、方法及流程,并探讨其在不同领域的应用技术。
二、三维激光扫描点云数据处理基本原理及方法1. 数据获取:利用高精度的三维激光扫描设备,对目标物体或场景进行扫描,获取大量的点云数据。
2. 数据预处理:对原始点云数据进行去噪、补缺、坐标转换等操作,以提高数据的准确性和完整性。
3. 数据配准:通过算法将多个扫描站的数据进行配准,实现整体数据的拼接和融合。
4. 点云处理:包括点云简化、特征提取、分类等操作,以便更好地分析数据的空间信息和几何特征。
5. 数据输出:将处理后的点云数据导出为适用于特定软件的数据格式。
三、三维激光扫描点云数据处理流程1. 数据导入与预处理:将原始点云数据导入到处理软件中,进行去噪、补缺等操作,确保数据的准确性和完整性。
2. 数据配准与拼接:利用算法对多个扫描站的数据进行配准和拼接,实现整体数据的统一。
3. 点云处理与分析:对拼接后的数据进行简化、特征提取和分类等操作,以便更好地分析数据的空间信息和几何特征。
4. 模型构建与优化:根据需求构建三维模型,并进行优化和调整,使模型更加逼真和准确。
5. 数据输出与应用:将处理后的数据导出为适用于特定软件的数据格式,并应用于建筑测量、地形测绘、文物保护、机器人导航等领域。
四、三维激光扫描点云数据处理技术的应用1. 建筑测量与地形测绘:通过高精度的三维激光扫描设备,可以快速获取建筑或地形的点云数据,经过处理后可用于建筑测量、地形测绘等领域。
例如,在古建筑保护中,通过扫描古建筑的外形轮廓,可以精确地获取其空间尺寸和形态特征,为保护和修复工作提供重要的数据支持。
点云数据处理与三维模型重构技术研究

点云数据处理与三维模型重构技术研究一、引言点云数据是由激光雷达或相机等感知设备采集的三维空间中的离散点集合,具有广泛的应用领域,如机器人导航、虚拟现实、三维建模等。
点云数据处理与三维模型重构技术是对点云数据进行分析和处理,从而实现三维场景的模型重建和可视化的关键技术。
二、点云数据处理技术1. 点云数据获取与清洗点云数据的获取可以通过激光雷达、相机等感知设备实时采集。
然而,由于感知设备本身的限制,数据中常常会包含一些无效的点、噪声点和异常点等。
因此,需对点云数据进行清洗和预处理,剔除无效、噪声和异常的点,从而提高后续处理的准确性和效率。
2. 点云数据配准与对齐在多次采集或不同感知设备采集的点云数据中,存在姿态不一致和坐标系统不同的问题。
因此,点云配准与对齐技术能够通过寻找匹配点,估计点云的姿态和转换关系,从而将不同数据源的点云数据融合在一起,形成一致的坐标系统。
3. 点云数据滤波与特征提取点云数据通常由大量的点组成,针对复杂场景和密集的点云数据,需要进行滤波处理,以减少数据量和去除噪声。
常见的点云滤波方法有体素滤波、统计滤波等。
在数据滤波之后,需要提取点云特征,如表面法线、曲率等,以进一步分析和描述场景。
4. 点云数据分割与识别点云数据的分割与识别能够将点云数据进行语义分类、目标检测和分割等操作,从而将点云数据划分为不同的部分。
常见的点云分割与识别方法有基于几何特征的方法、基于深度学习的方法等。
三、三维模型重构技术1. 网格生成与三角化通过点云数据处理,可以生成三维空间中场景的点云数据。
为了进一步实现场景的可视化和分析,需要将点云数据转换为三角化的网格模型。
网格生成与三角化技术可以将点云数据转换为由三角形组成的网格模型。
2. 模型拟合与重建模型拟合与重建技术可以基于点云数据,拟合出相应的曲面模型或几何模型。
常见的模型拟合与重建方法有最小二乘法、网格平滑方法等。
通过模型拟合与重建,可以实现对点云数据的表面重建和模型修复。
基于激光雷达的三维点云数据处理和分析方法探讨

基于激光雷达的三维点云数据处理和分析方法探讨随着科技的不断进步,基于激光雷达的三维点云数据处理和分析方法成为了研究热点之一。
激光雷达通过向目标发射激光脉冲,并通过接收反射回来的脉冲来获取目标的空间位置信息,获得的数据以点云的形式呈现。
本文将探讨目前常用的三维点云数据处理和分析方法,以及未来的发展方向。
一、激光雷达数据获取和处理方法1. 数据获取激光雷达通过扫描场景以获取目标的三维坐标。
它可以利用旋转扫描和多线视角扫描两种方式进行数据采集。
旋转扫描通过旋转激光雷达传感器来获取整个场景的数据,而多线视角扫描则通过多个固定的激光雷达传感器同时对场景进行采集。
2. 数据去噪和过滤由于激光雷达采集数据时存在噪声和无效点,因此需要进行数据去噪和过滤。
常用的方法包括统计滤波、高斯滤波和曲面拟合等。
统计滤波通过计算点云周围点的统计属性来判断是否为噪声点,高斯滤波则通过将点云数据与高斯分布进行比较来去除噪声点。
3. 数据配准和拼接多次扫描获得的数据需要进行配准和拼接,以形成完整的三维场景模型。
配准是指将多个点云数据集根据它们的空间位置进行对齐,拼接则是将配准后的数据集进行融合。
常用的配准方法包括迭代最近点(ICP)算法和特征匹配算法。
二、激光雷达数据分析方法1. 物体检测和识别基于激光雷达的三维点云数据可以用于物体的检测和识别。
通过分析点云数据的形状、密度和颜色等属性,可以对目标物体进行分类和识别。
常用的方法包括利用支持向量机(SVM)进行分类、基于颜色直方图的物体识别等。
2. 场景分割和分区激光雷达的点云数据可以用于场景的分割和分区。
通过分析点云数据的空间位置和密度等属性,可以将整个场景分割成不同的物体和区域。
这对于自动驾驶、机器人导航等应用具有重要意义。
3. 点云数据重建和模型生成利用激光雷达获取的点云数据,可以进行场景的三维重建和模型的生成。
通过将点云数据进行网格化处理,可以生成更加精细的三维模型。
此外,还可以利用点云数据进行物体的表面重建和形状匹配等应用。
《2024年三维激光扫描点云数据处理及应用技术》范文

《三维激光扫描点云数据处理及应用技术》篇一一、引言随着科技的飞速发展,三维激光扫描技术已成为现代工程、测绘、考古、建筑等领域的重要工具。
三维激光扫描技术能够快速、准确地获取物体表面的点云数据,为后续的数据处理和分析提供了丰富的信息。
本文将详细介绍三维激光扫描点云数据处理的方法及在各个领域的应用技术。
二、三维激光扫描点云数据获取及预处理1. 点云数据获取三维激光扫描技术通过发射激光并接收反射回来的光线,快速扫描物体表面,从而获取大量的点云数据。
这些数据包含了物体表面的形状、大小、位置等信息,为后续的数据处理提供了基础。
2. 点云数据预处理获取的点云数据往往包含噪声、缺失数据、异常值等问题,需要进行预处理。
预处理包括数据滤波、去除噪声、补全缺失数据等步骤,以提高数据的准确性和完整性。
三、三维激光扫描点云数据处理方法1. 数据配准当需要拼接多个扫描数据时,需要进行数据配准。
配准方法包括手动配准和自动配准,其中自动配准技术是研究的热点。
通过配准,可以将多个扫描数据整合到一个统一的坐标系中。
2. 数据分块与简化为了方便后续的分析和处理,需要将点云数据分块。
分块方法包括基于几何特征的分块和基于密度的分块等。
同时,为了减少数据量,需要进行数据简化。
简化方法包括抽样、曲面重建等。
3. 表面重建表面重建是点云数据处理的重要环节,通过重建算法将点云数据转换为三维模型。
常用的表面重建算法包括Delaunay三角剖分、泊松表面重建等。
四、三维激光扫描点云数据应用技术1. 工程测量与监测三维激光扫描技术广泛应用于工程测量与监测领域,如建筑变形监测、桥梁监测、地形测量等。
通过获取物体表面的点云数据,可以快速计算出物体的形状、大小、位置等信息,为工程设计和施工提供依据。
2. 文物保护与考古三维激光扫描技术在文物保护与考古领域也得到了广泛应用。
通过对文物或遗址进行扫描,可以获取其表面的详细信息,为文物修复和考古研究提供依据。
同时,还可以对文物或遗址进行虚拟重建,为保护和传承文化遗产提供新的手段。
《2024年三维点云数据处理的技术研究》范文

《三维点云数据处理的技术研究》篇一一、引言随着计算机视觉和3D传感技术的快速发展,三维点云数据已成为多种领域研究与应用的关键基础。
从地形勘测到自动驾驶汽车的开发,从机器视觉到机器人学研究,三维点云数据处理的重要性日渐突出。
因此,三维点云数据处理技术的研究具有重要意义,成为了一个热门的科技领域。
本文将对三维点云数据处理技术进行详细研究。
二、三维点云数据的概念和获取方式三维点云数据是一组表示三维空间中的一系列点的集合。
每个点都包含了位置信息(X,Y,Z),还可以包括颜色、反射率等其他信息。
目前,常见的三维点云数据获取方式主要包括激光扫描、结构化光扫描和深度相机捕捉等。
这些技术能够快速、准确地获取大量的三维点云数据。
三、三维点云数据处理的关键技术1. 数据预处理:包括数据去噪、滤波、配准和抽样等步骤。
数据去噪可以去除由于各种原因产生的噪声数据,滤波则用于减少数据的冗余度并增强数据的平滑性,配准则是对不同来源或不同时刻获得的数据进行对齐,抽样则是在保证数据质量的前提下减小数据量以便后续处理。
2. 特征提取:提取点云数据的几何特征是进行各种后续分析的前提。
如点的法向量、曲率等都是重要的几何特征。
此外,基于这些特征的高级特征如角点、边缘等也可以被提取出来以用于后续的分类和识别等任务。
3. 数据分类与分割:根据一定的准则将点云数据分为不同的类别或区域。
例如,在建筑物的重建中,需要识别并分割出墙壁、门窗等不同部分的点云数据。
这一步骤往往依赖于之前提取的特征和某些特定的算法,如聚类算法、深度学习算法等。
四、常用的三维点云数据处理工具和技术方法1. 手动处理:对于小型或特定的数据集,通常可以使用专业的软件进行手动处理。
这些软件提供了丰富的工具集,包括各种滤波器、配准工具以及特征提取和分类的算法等。
2. 自动化处理:对于大规模的点云数据集,通常需要使用自动化或半自动化的处理方法。
这包括基于机器学习或深度学习的算法,如卷积神经网络(CNN)等,这些算法可以自动提取出有用的特征并进行分类和分割等任务。
《2024年三维激光扫描点云数据处理及应用技术》范文

《三维激光扫描点云数据处理及应用技术》篇一一、引言随着科技的发展,三维激光扫描技术已逐渐成为一项重要的技术手段。
通过高精度的三维激光扫描设备,可以迅速获取被测物体的三维点云数据,这些数据能够用于各类场景,如工业测量、文物保护、地形测绘等。
本文将就三维激光扫描点云数据处理及应的技术进行深入探讨。
二、三维激光扫描点云数据的获取三维激光扫描技术主要通过激光测距仪和高速相机来获取被测物体的点云数据。
通过设备的高速旋转和移动,能够获取被测物体的大量三维空间坐标数据,形成点云数据。
这些数据具有高精度、高密度、高效率等特点,为后续的数据处理提供了基础。
三、点云数据处理技术1. 数据预处理:点云数据的预处理主要包括去除噪声、数据配准、去重等步骤。
这些步骤的目的是为了获得更加精确的点云数据,以便于后续的处理和应用。
2. 数据滤波:对于大量、密集的点云数据,需要进行滤波处理以去除无关的数据或噪声。
常见的滤波方法包括统计滤波、体素滤波等。
3. 点云配准:在获取到多个部分的点云数据后,需要进行配准操作,以使它们在空间上统一。
常见的配准方法包括ICP算法等。
4. 模型重建:通过对点云数据进行曲面重建、体积计算等操作,可以获得被测物体的三维模型。
这一步骤通常需要使用到专业的软件工具进行操作。
四、点云数据的应用技术1. 工业测量:在工业生产中,三维激光扫描技术可以用于对产品的尺寸、形状等进行精确测量,以保障产品质量。
2. 文物保护:对于一些历史文物或建筑,由于时间久远或其它原因导致无法直接接触进行测量时,可以通过三维激光扫描技术获取其精确的三维模型,以便于进行保护和研究。
3. 地形测绘:在地质勘查、地形测绘等领域,三维激光扫描技术可以快速获取地形地貌的三维数据,为后续的地理信息分析提供基础数据。
4. 虚拟现实和增强现实:通过将三维激光扫描获取的点云数据导入到虚拟现实或增强现实软件中,可以创建出逼真的虚拟环境或增强现实场景,为各类应用提供丰富的视觉体验。
点云数据处理算法的研究与应用
点云数据处理算法的研究与应用随着互联网技术的飞速发展和大数据时代的到来,点云数据处理算法得到越来越广泛的应用。
作为一种重要的三维形状表示方法,点云数据不仅可以应用于三维模型重建、工业设计、数字艺术等领域,还有很多潜在的应用场景等待我们去探索。
点云数据的处理算法不仅可以帮助我们更好地理解三维形状,还可以提高计算机图形学的速度和精度。
本文将就点云数据处理算法的研究和应用做一些探讨。
一、点云数据处理算法的研究点云数据最初是以激光测距仪(LiDAR)或者摄影测量技术等方式获取的,随着三维扫描技术的快速发展,现在几乎所有的三维扫描设备都能够直接输出点云数据,点云数据的获取变得愈发方便。
点云数据可能存在的问题包括噪音、数据稀疏、有误或者存在遮挡等情况,这些问题都需要在点云数据处理阶段得到解决。
目前,点云数据处理算法主要包括以下几个方面。
1、点云数据过滤点云数据是由三维坐标(x,y,z)以及其包含的一些属性值(例如颜色,法向量等)组成的,这些有用的信息可能被噪音,数据失真和异常值所干扰。
所以,点云数据的第一步就是过滤掉不必要或者有误的信息。
通常,可以采用距离过滤、法向量过滤等来过滤点云数据。
2、点云数据分割点云数据也可能存在一些无用的或者不必要的部分,例如环境中的地面、天空等。
这时候,点云数据分割技术可以筛选出我们所需要的部分。
通过分割,我们可以将不同的物体或者场景进行分离,以便更好地进行后续处理。
3、点云数据配准采集到的点云数据通常是由多个采集设备或者多个场景采集的,这会导致不同点云之间存在一些变形和偏移。
所以,点云数据配准技术可以将不同的点云对齐,以获得更为准确的模型。
4、点云数据分析点云数据分析是指对三维点云数据进行进一步的处理和分析,以产生更高层次的信息。
例如,基于点云数据的建筑立面的分析、行人的行动模式分析等。
二、点云数据处理算法的应用在现实生活中,点云数据的应用已经越来越广泛。
下面举例几个比较典型的应用场景。
点云数据处理技术在三维重建中的应用研究
点云数据处理技术在三维重建中的应用研究一、引言随着计算机视觉和图像处理领域的不断发展,三维重建技术在许多领域得到了广泛应用,例如建筑、工程、地质勘探等。
而在三维重建中,点云数据处理技术起到了至关重要的作用。
本文将对点云数据处理技术在三维重建中的应用研究进行探讨,旨在揭示该技术的重要性和潜在应用。
二、点云数据处理技术概述1. 点云数据的概念与生成方式点云数据是由点构成的离散数据集合,每个点都有其在三维空间中的坐标和可能的属性信息。
生成点云数据有多种方法,包括激光扫描、摄影测量和遥感等。
其中,激光扫描是最常用的方式,可以快速获取高精度的三维点云数据。
2. 点云数据处理步骤点云数据处理步骤包括数据预处理、去噪、滤波和配准等。
首先,数据预处理包括对原始点云数据进行坐标转换和格式转换等操作,以方便后续处理。
然后,去噪是为了消除由于测量误差和环境噪声导致的点云数据中的无效点。
接下来,滤波是为了进一步平滑点云数据,消除不必要的高频信息。
最后,配准是为了将多组点云数据进行对齐,以建立一个完整的三维模型。
三、1. 建筑和文化遗产保护点云数据处理技术在建筑和文化遗产保护中具有重要应用价值。
通过激光扫描获取建筑或文化遗产的点云数据,可以实现对其进行精确的三维重建。
这有助于保护和修复古建筑,同时也方便了文物的数字化保存和展示。
2. 工程与设计在工程与设计领域,点云数据处理技术可以用于建筑物的改造和设计。
通过获取现有建筑物的点云数据,并进行相应的处理,可以提供可靠的基础数据用于工程改造和设计过程中的设计分析和仿真。
这有助于提高工程效率和准确性。
3. 地质勘探点云数据处理技术在地质勘探中也具有重要应用价值。
通过激光扫描获取地形的点云数据,可以实现对地质地形进行精确的三维重建。
这对于地质勘探、地质灾害预警以及资源勘探等具有重要意义。
4. 机器人导航与感知点云数据处理技术在机器人导航与感知中发挥着重要作用。
通过获取环境的点云数据,机器人可以准确地感知周围环境,并在导航过程中依靠点云数据完成避障和路径规划等任务。
三维点云数据处理的技术研究
三维点云数据处理的技术探究随着三维数据得到和应用领域的迅速进步,三维点云数据处理技术在各个领域中扮演着重要的角色。
三维点云数据是一种由大量点构成的数据结构,可用于表示现实世界中物体表面的三维几何信息。
它广泛应用于计算机图形学、计算机视觉、室内导航、机器人感知等领域。
本文将探讨现状和将来进步方向。
一、三维点云数据得到技术1. 激光雷达扫描技术:激光雷达通过发射激光束,利用接收到的反射光信号来计算物体的距离和位置信息。
激光雷达扫描技术具有高精度、高区分率和无需受环境光影响等优点,因而成为得到三维点云数据的主要工具之一。
2. 立体视觉技术:立体视觉技术基于双目或多目摄像机的成像原理,通过计算图像上的像素匹配干系,得到物体的深度信息。
立体视觉技术可以实现非接触式的三维点云数据得到,且适用于更广泛的场景。
二、三维点云数据处理技术1. 数据预处理:三维点云数据通常会受到噪声和不完整性的影响,需要进行预处理以提高数据质量。
常见的预处理方法包括滤波、去噪和补洞等。
滤波技术依据点云数据的统计特性对数据进行平滑处理,提高数据的可靠性和稳定性。
常用的滤波方法有高斯滤波、中值滤波和双边滤波等。
去噪技术通过分析点云数据的特征进行噪声的检测和消除,以缩减噪声对点云分析的干扰。
去噪方法包括统计滤波、曲面平滑和小波变换等。
补洞技术用于处理由于成像或采集过程中引起的点云数据缺失问题。
补洞方法可通过插值、重建和拟合等方式,将缺失的区域填补完整。
2. 特征提取与描述:在点云数据处理中,特征提取和描述是重要的步骤。
能够准确描述物体外形和局部特征的点云特征对于分类、识别和匹配等任务具有关键意义。
基于局部特征的描述方法可以提取点云数据中的表面法向、曲率和颜色等特征,如法线直方图描述子、SHOT描述子和PFH描述子等。
通过对局部特征进行匹配和聚类,可以实现对复杂点云数据的分析和处理。
基于全局特征的描述方法利用整个点云数据的几何外形进行描述,并可实现点云数据的重建和分类等任务。
简述三维点云处理技术的研究
展 ,以及 计算机硬件和软件性能的提高 ,多媒
体数据除了我们常见 的平面 图像 、声音和视频 外,三维模型作为一种新兴多媒体数据类型在 我们的工作和生活中频繁出现。 三 维模 型 的信 息获 取手 段有 多种 ,如三 维激光 扫描仪得到的数据 ,通常 以三维离散点 集 的形 式表示 ,即点云。点云的属性通常包括
从而形成不均 匀采样 。
是说要对原始 的点 云数据进行 噪声消除 ,空洞 弥补 ,采样均匀化 以及特征保留等一系列的高 第二 ,随着 模型 或者 场景 的规 模扩 大,
格) 的表示方法 ,点云模型有 很大优势。如数 据直接 由设备 获取 ,不需要重建过程 ,没有像
尖 锐特 征丢 失 :特 征是 识别 物 体的 关键 效 处 理 。 所在 ,并对理 解物 体的形状 有着不可或缺的重
出了一种新颖 的特征保持的点云增强方法——
使用法 向量加权为 己有的基于加权局部最优投 影( WL OP ) 的增强。
3 三 维 点 云 处 理 面 临 的 挑 战
针对 三 维点 云处理 ,该 研究 领 域 内出现 了大量 的行之有效的改进和完善的方法 ,但是 这些方法仍有不尽 如人意 的地方 : 第一 ,在已有的相关点云处理 技术 中,虽 然都能有效地针对各种缺陷提 出改善的技术 , 但是往往这些技术只是关注某一种或者某几种
要作用 。少量 的特 征甚至可以刻画复杂的几何 点云的数据量也会相应变 得非常庞 大。点云处 三 角 网格和 多变 形 网格 那样 维 持拓 扑连 接关 模型 ,因而尖锐特征 的丢失将严 重影响物体形 理算法的时空复杂 度和效率将成为研究 重点。 系 ,而是离散 的点集 ,存储时的数据结构相对 状的表达 。扫描过程 中的采样不足 或者产 生的 小规模 的点云大约有 几千 到几万个点 ,中规模 简单很多 。用离散 点表示模型 ,无论模型的几 噪声 以及外点都会导致尖锐特征 的弱化 甚至丢 的点 云有几 十万 到几 百万个点 ,现有 的算法在 何复杂度有 多高,表 示起来也轻而易举 ;相应 失。 性能上还能满足要 求 , 但 是像城市 点云这种大 地要对模 型的局 部进 行调整和增删都不影响其 点 云数 据是 离散 的点 的集 合 ,点 和点 之 规模 或者超 大规模 的点云中点 的数量更是庞大 他部分 的数据 ,可以灵活的处理。用点云表示 间没有互相 的连接信 息,属 于非结构化 的表示 到无法估计 ,对这样 的点 云进行处理 ,现有 的 三维模型带来 的众 多优点 ,使得三维点云处理 方式 ,这虽然在表示物体外观上有 了较 大灵活 算法性 能就 会相对 较低 。按 照点 的分布特点 , 技术在学术界和工业界得到 了重视和 发展 。 度 ,但是在此 同时也带来 了不可避免 的缺陷 : 我们将 点云分为无组织散乱点云、 扫描 线点 云、
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三维点云数据处理的技术研究
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【摘要】本文分析了大数据领域的现状、数据点云处理技术的方法,希望能够对数据的技术应用提供一些参考。
【关键词】大数据;云数据处理;应用
一、前言
随着计算机技术的发展,三维点云数据技术得到广泛的应用。
但是,受到设备的影响,数据获得存在一些问题。
二、大数据领域现状
数据就像货币、黄金以及矿藏一样,已经成为一种新的资产类别,大数据战略也已上升为一种国家意志,大数据的运用与服务能力已成为国家综合国力的重要组成部分。
当大数据纳入到很多国家的战略层面时,其对于业界发展的影响那是不言而喻的。
国家层面上,发达国家已经启动了大数据布局。
2012年3月,美国政府发布《大数据研究和发展倡议》,把应对大数据技术革命带来的机遇和挑战提高到国家战略层面,投资2亿美元发展大数据,用以强化国土安全、转变教育学习模式、加速科学和工程领域的创新速度和水平;2012年7月,日本提出以电子政府、电子医疗、防灾等为中心制定新ICT(信息通讯技术)战略,发布“新ICT计划”,重点关注大数据研究和应用;2013年1月,英国政府宣布将在对地观测、医疗卫生等大数据和节能计算技术方面投资1(89亿英镑。
同时,欧盟也启动“未来投资计划”,总投资3500亿欧元推动大数据等尖端技术领域创新。
市场层面上,美通社发布的《大数据市场:2012至2018年全球形势、发展趋势、产业
分析、规模、份额和预测》报告指出,2012年全球大数据市场产值为63亿美元,预计2018年该产值将达483亿。
国际企业巨头们纷纷嗅到了“大数据时代”的商机,传统数据分析企业天睿公司(Teradata)、赛仕软件(SAS)、海波龙(Hy-perion)、思爱普(SAP)等在大数据技术或市场方面都占有一席之地;谷歌(Google)、脸谱(Facebook)、亚马逊(Amazon)等大数据资源企业优势显现;IBM、甲骨文(Oracle)、微软(Microsoft)、英特尔(Intel)、EMC、SYBASE等企业陆续推出大数据产品和方案抢占市场,比如IBM公司就先后收购了SPSS、发布了IBMCognosExpress和InfoSphereBigInsights
数据分析平台,甲骨文公司的OracleNoSQL数据库,微软公司WindowsAzure
上的HDInsight大数据解决方案,EMC公司的
GreenplumUAP(UnifiedAnalyticsPlat-form)大数据引擎等等。
在中国,政府和科研机构均开始高度关注大数据。
工信部发布的物联网“十二五”规划上,把信息处理技术作为四项关键技术创新工程之一提出,其中包括了海量数据存储、数据挖掘、图像视频智能分析,这都是大数据的重要组成部分,而另外三项:信息感知技术、信息传输技术、信息安全技术,也都与大数据密切相
关;2012年12月,国家发改委把数据分析软件开发和服务列入专项指南;2013年科技部将大数据列入973基础研究计划;2013年度国家自然基金指南中,管理学部、信息学部和数理学部都将大数据列入其中。
2012年12月,广东省启了《广东省实施大数据战略工作方案》;北京成立“中关村大数据产业联盟”;此外,中国科学院、清华大学、复旦大学、北京航空航天大学、华东师范大学等相继成立了近十个从事数据科学研究的专门机构。
中国互联网数据中心(IDC)对中国大数据技术和服务市场2012,2016年的预测与分析指出:该市场规模将会从2011年的7760万美元增长到2016年的6。
17亿美元,未来5年的复合增长率达51(4%,市场规模增长近7倍。
数据价值链和产业链初显端倪,阿里巴巴、百度、腾
讯、华为、大智慧等数据资源型和研发应用型企业初步涌现,并引领着数据产业的发展。
2010年4月,淘宝推出“数据魔方”应用,开展基于淘宝网交易数据的分析和挖掘。
2012年,华为公司推出了大数据解决方案和大数据存储产品。
大数据领域的研究最早集中于大数据处理技术的发展,随着数据量发展到PB、EB级甚至更大,客观上要求能够更快地处理分析。
大数据专用计算机、分布式计算机集群、多类型多来源数据的处理和分析、数据网络等复杂结构数据的分析、秒级时间分析等通用技术以及各种面向领域的应用技术成为大数据发展的驱动力。
三、三维点云数据处理流程
三维点云数据处理的关键技术主要包括冗余数据的删除、孤立点检测与滤除、数据平滑、点云数据精简、多视拼接、特征识别、区域分割、几何估算、模型重建等,处理流程图如图1所示。
图1点云数据处理流程图
图1只是点云数据处理的一般流程,针对不同的点云数据以及不同的需求可以选择性的调整相关的处理顺序或只选择其中的某些步骤进行数据处理。
由图1可知三维点云数据的孤立点自动检测、数据平滑、多视拼接不仅是三维点云数据处理的关键技术,也是后续处理技术的的基础。
四、大型水轮机叶片的数据点云处理技术
由于实物几何和测量手段的制约,在数据测量时,会存在部分测量盲区和缺口,给后续的造型带来影响。
“点云”是三维空间中的数据点的集合。
因此,有必要对测量数据进行有效地处理,使得后续的模型重构方便可行。
对于叶片的点云数据,在模型重构之前需要对其作一些列的前期处理,如数据平滑、可视化分析、数据分割等。
测量数据处理技术是产品逆向建模的重要基础。
下面结合大型水轮机叶片点云实际,说明点云数据处理技术。
图2白山1#机转轮叶片9#(宁波嘉?加工)型线精密检测
1、数据格式转换与补偿
目前,市场上应用的CAD/CAM软件类型较多,而且每一种CAD/CAM系统都有自己的数据文件格式,这给实现这些CAD/CAM软件之间的数据通信带来了许多不便。
正由于市场上流行的CAD/CAM系统内部产品模型的数据结构和格式各不相同,影响了数据传输和程序衔接的自动化,也给三坐标测量机与CAD/CAM之间的数据通信带来困难。
另外,在UG软件对大型水轮机叶片曲面进行重构之后,也要降UG软件的数据格式转换到MasterCAM软件中进行自动编程与后置处理。
而且在逆向工程的数据处理中,有些数据扫描系统,特别是接触式扫描系统,扫描获得零件表面的坐标值并非接触点的坐标值,而是反映测头中心或顶部的值,为了描述零件表面上点的实际坐标值,必须对这些坐标值进行补偿转换。
2、噪声点剔除
在大型水轮机叶片曲面的实际测量过程中,由于各种人为或随机因素的影响,导致获得的原始数据点跟着产生噪声数据,即所谓的噪声点。
根据经验和实践积累,这部分数据大约占数据总量的0.1%,5%。
传统中使用的最简单的噪声剔除方法是人机交互,通过图形显示,判别明显坏点,在数据序列中将这些点剔除。
还有一种去除噪声点的方法是角度判别法,以去除一些断点噪声。
本文采用的UG软件进行大型水轮机叶片曲面的数据处理,采用的方法就是使用角度判别法进行自动断点探测。
3、多视数据整合对齐
多视数据整合对齐有两种方式:一种是事后的数据对齐处理;一种是通过专用的测量装置实现测量数据的直接对齐。
通过长期的研究和实践,通常将事后的数据对齐处理分为数据的直接对齐(它是直接对数据点集进行操作实现数据对齐)和基于图形的对齐(基于图形的操作快捷、结果准确,多视数据整合对齐大多采用事后数据直接对齐)两种方法。
4、数据点精化
在大型水轮机叶片数据点精化的研究中,提出了各种处理方法。
用均匀网格精化数据,选择图像处理过程中的中值滤波。
五、结束语
总之,随着信息技术的发展和进步,点云数据处理技术也将更加科学完善,数据获得也更加准确。
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