云点数据（点云数据可以用来干什么）

本文目录一览：

• 1、点云数据处理
• 2、点云数据的介绍
• 3、点云数据怎么看树高
• 4、点云数据处理的5个步骤
• 5、点云数据可以用来干什么?
• 6、CAD如何导入点云数据

点云数据处理

三维计算视觉研究内容包括：

（1）三维匹配：两帧或者多帧点云数据之间的匹配，因为激光扫描光束受物体遮挡的原因，不可能通过一次扫描完成对整个物体的三维点云的获取。因此需要从不同的位置和角度对物体进行扫描。三维匹配的目的就是把相邻扫描的点云数据拼接在一起。三维匹配重点关注匹配算法，常用的算法有 最近点迭代算法 ICP 和各种全局匹配算法。

（2）多视图三维重建：计算机视觉中多视图一般利用图像信息，考虑多视几何的一些约束，相关研究目前很火，射影几何和多视图几何是视觉方法的基础。在摄影测量中类似的存在共线方程，光束平差法等研究。这里也将点云的多视匹配放在这里，比如人体的三维重建，点云的多视重建不仅强调逐帧的匹配，还需要考虑不同角度观测如让产生误差累积，因此也存在一个优化或者平差的过程在里面。通常是通过观测形成闭环进行整体平差实现，多视图重建强调整体优化。可以只使用图像，或者点云，也可以两者结合（深度图像）实现。重建的结果通常是Mesh网格。

（3）3D SLAM：点云匹配（最近点迭代算法 ICP、正态分布变换方法 NDT）+位姿图优化（ g2o 、LUM、ELCH、Toro、SPA）；实时3D SLAM算法 （LOAM）；Kalman滤波方法。3D SLAM通常产生3D点云，或者Octree Map。基于视觉（单目、双目、鱼眼相机、深度相机）方法的SLAM，比如orbSLAM，lsdSLAM...

（4）目标识别：无人驾驶汽车中基于激光数据检测场景中的行人、汽车、自行车、以及道路和道路附属设施（行道树、路灯、斑马线等）。

（5）形状检测与分类：点云技术在逆向工程中有很普遍的应用。构建大量的几何模型之后，如何有效的管理，检索是一个很困难的问题。需要对点云液丛（Mesh）模型进行特征描述，分类。根据模型的特征信息进行模型的检索。同时包括如何从场景中检索某类特定的物体，这类方法关注的重点是模型。

（6）语义分类：获取场景点云之后，如何有效的利用闹橡樱点云信息，如何理解点云场景的内容，进行点云的分类很有必要，需要为每个点云进行Labeling。可以分为基于点的方法，基于分割的分类方法。从方法上可以分为基于监督分类的技术或者非监督分类技术，深度学习也是一个很有希望应用的技术。

（7）立体视觉与立体匹配 ZNCC

（8）SFM（运动恢复结构）

1、点云滤波方法（数据预处理）：

双边滤波、高斯滤波、条件滤波、直通滤波、随机采样一致性滤波。

VoxelGrid

2、关键点

ISS3D、Harris3D、NARF

SIFT3D、

3、特征和特征描述

法线和曲率计算 NormalEstimation 、特征值分析Eigen-Analysis、 EGI

PFH、FPFH、3D Shape Context、Spin Image

4、 点云匹配

ICP 、稳健ICP、point to plane ICP、Point to line ICP、MBICP、GICP

NDT 3D 、Multil-Layer NDT

FPCS、KFPCS、SAC-IA

Line Segment Matching 、ICL

5、点云分割与分类

分割：区域生长、Ransac线面提取、NDT-RANSAC、

K-Means、Normalize Cut（Context based）

3D Hough Transform(线、面提取)、连通分析、

分类：基于点的分类，基于分割的分类；监督分类与非监督分类

6、SLAM图优化

g2o 、LUM、ELCH、Toro、SPA

SLAM方法：ICP、MBICP、IDC、likehood Field、 Cross Correlation 、NDT

7、目标识别、检索

Hausdorff 距离计算（人脸识别）

8、变化检测

基于八叉树的变化检测

9. 三维重建

泊松重建、Delaunay triangulations

表面重建，人体重建，建筑物重建，树木重建。

实时重建：重建植被或者农作物的4D（3D+时间）生长态势；人体姿势识别；表情识别；

10.点云数据管理

点云压缩，点云索引（KD、Octree），点云LOD（金字塔），海量点云的渲染

点云驱动的计算机图形学主要研究应用

点云数据的介绍

点云数据是通过一定的测量手段直接或间接采集的，且符合测量规则能够刻画目标表搭卖面特性闹枝返的密集点集合，是继矢量、影像后的第三类空间数据，为刻画三维现实世界提供了最液饥直接和有效的表达方式。

目前激光点云是最具代表性的三维数据，也是自动驾驶领域常用的一种数据类型。

点云数据怎么看树高

点云数据通常用于肆肆友生成三维模型或进行测量分析。要通过点云数据来估算树高，需要从激光雷达或摄像机采集的数据中提取出与树冠相关的点云。

以裂槐下是一些估算树高的方法：

1. 基于地面比对：采用全波形反演法（Full Waveform Inversion，FWI）或地面过滤器（Ground Filter）等算法将地面点云从原始数据中分离出来，进而确定地面高度。然后，通过树冠点云与地面高度之间的差值来估算树高。

2. 基于局部最大高度：在点云数据中找到局部高度最大的点，可以认为这是树冠的顶部。通过计算该点到地面的距离来估算树高。

3. 基于拟合曲线：采用曲面拟合算法（例如，最小二乘拟合法）来识别树干和树冠的边缘，进而估算树高。

4. 基于区域聚类：随机雹指采样共识算法（Random Sample Consensus，RANSAC）可用于将点云数据分为不同的区域。在每个区域内，通过拟合平面或圆柱体等形状，来识别树冠的位置和高度。

需要注意的是，以上方法都有其优缺点，影响结果的因素包括数据质量、算法精度等。因此，在估算树高时需要谨慎选择算法并进行多次验证。

点云数据处理的5个步骤

1.点云滤波方法(数据预处理): 双边滤波、高斯滤波、条件滤波、直通滤波、随机采样一致性滤波。 VoxelGrid

2.关键点 ISS3D、Harris3D、NARF SIFT3D、

3.特征悉敏和特征描述 法线和曲率计算NormalEstimation、特征值凯穗分析Eigen-Analysis、EGI PFH、FPFH、3D Shape Context、Spin Image

4.点云匹配 ICP、稳健盯陆卜ICP、point to plane ICP、Point to line ICP、MBICP、GICP NDT 3D、Multil-Layer NDT FPCS、KFPCS

点云数据可以用来干什么?

点云数据可以用来测绘、电力、建筑、工业、汽车、游戏、刑侦等相当多的领域。且术业有专攻，不同激光产品所采集的点云应用方向也是天差地别的。经过小海云多年在测绘、建筑、电力和工业等领域的三维激光应用经验。

地形图测绘三维激光扫描技术在大比例尺地形测绘中的应用，在测区面积较大时能够快速而精确地采集大量点云数据，有效节约人力物力，吵凳芹缩短工期，提高工作效率和经济效益；在复杂地形和危险测区，能够不直接接触危险目标，详细、快速地进行外业数据采集，既粗中保证了人员和设备的安全，又保证了成图精度要求，并同时提高工作效率。

点云数据除了具有几何位置以外，有的还有颜色信息。颜色信息通常是通过升毕相机获取彩色影像，然后将对应位置的像素的颜色信息（RGB）赋予点云中对应的点。强度信息的获取是激光扫描仪接收装置采集到的回波强度，此强度信息与目标的表面材质、粗糙度、入射角方向，以及仪器的发射能量，激光波长有关。

CAD如何导入点云数据

Autodesk ReCap软件是一个独立的应用程序，它可以使通过引用多个索引的扫描文件(RCS)来创建一个点云投影文件(RCP)。该软件默认随AutoCAD 2014一起安装。可以通过Windows开始菜单或从Autodesk ReCap桌面图标中启动它。可以用Autodesk ReCap将扫描文件数据转换成点云格式，使其能在其它产品中查看和编辑。Autodesk ReCap处理大规模的数据集，使你能够聚合扫描文件，并对其进行清理、分类、空间排序、压缩、测量和形象化。由此生成的高速格式就可以被AutoCAD和及其它Autodesk应用程序使用，如Autodesk Revit和Autodesk Inventor软件。

在Autodesk ReCap中，可以通过选择要输入的扫描文件来创建一个新项目。它支持很多流行格式的扫描数据，包括Faro、Leica以及Lidar等等。选择了要输入的扫描文件后，可以调整影响点云尺寸和外观的输入设置。此时导入的文件会被显示在投影屏幕上，可以用多种工具对扫描文件进行操作。

默认(Home)瓷片菜单提供了访问一系列与投影相关的动作。可以将当前的目标投影作为点云投影文件(CRP)保存槐扰或作为点云扫描文件(RCS)导出，两都可以被附加到AutoCAD图形中。可以输入额外的扫描文件到当前投影中或打开另外的投影。参数选择(Preferences)工具可以修改投影设置，帮助(Help)工具提供使用Autodesk ReCap的详细信息。显示工具瓷片菜单提供了分析点云的工具，改变其外观、修改工作区中组件的显示，及指定照明选项。限制盒瓷片菜单提供了与限制盒一起工作的工具，以定义场景中不同的体积。投影导航器瓷片菜单提供了一站式访问扫描区域和个别扫描文件。投影导航器可以一直附着在投影瓷片菜单上，这样使得只有当停留在它之上或操作它时它才处于打开状态。如果想在工作时保持它是打开的，就把它从瓷片菜单中脱离并且把它移动到开启或关闭程序工作区的位置。在Autodesk ReCap创建完点云文件后，或者如果从别李明芹人那里收到文件后，就可以附加该文件到你的AutoCAD图哪毕形中。