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学术交流|课题组参加第五届激光雷达大会

学术交流|课题组参加第五届激光雷达大会 遗产数字化与虚拟修复课题组
2019-05-31
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导读:课题组师生赴厦门参会,与各位与各位专家学者进行交流学习,并展示课题组现阶段研究成果。

2019年5月24-26日,第五届全国激光雷达大会在中国最美校园——厦门大学科艺中心举行,参会人员来自国内各大高校、研究院所以及激光雷达企业。本课题组同学有幸在老师的带领下参加了此次盛会,与各位专家学者进行交流,并展示了课题组现阶段的研究成果。

一.主会场剪影

25日上午首先举行了大会开幕式由本届大会主席、信息学院副院长王程教授主持。江云宝副校长和刘勇卫秘书长致开幕辞。大会议程第一项是国际数字地球学会主席、中科院院士、中国科学院遥感与数字地球研究所郭华东研究员作“地球大数据促进一带一路可持续发展”主旨报告。随后,进行了第二届激光雷达专委会委员聘书颁发仪式。

大会开幕式

会议主会场共举行四场特邀报告,北京大学陈宝权教授、武汉大学杨必胜教授、厦门大学李军教授、中测瑞格公司陈思聪副总经理,分别作“城市场景三维重建与信息增强”、“实景三维中国认识与初步实践”、“激光雷达点云处理的深度学习方法:现状与挑战”、和“机载激光雷达的新发展”的主题报告。

四位嘉宾作特邀报告

二.分会场风采

本次大会共分为四个分会场,会议议程如图,课题组同学们根据自己的兴趣与目前研究方向,选取部分进行了记录。

1.其他分会场

一种邻接体素快速搜索的点云平面分割算法的研究——韦朋成(北京建筑大学)

该报告针对传统的平面分割算法受数据量、噪声点等影响较大,分割效率低、效果差的问题,提出了一种基于快速体素查询的点云平面分割算法。采用二进制编码的方式构建八叉树生成体素来代替点云作为分割主体,然后使用基于体素的区域生长算法进行平面分割,最后针对体素欠分割的现象提出了一种通过判断体素内的点与已分割平面的关系进行点云细分的方法,从而提高算法的性能。最后使用了多组点云数据作为实验样例对算法进行了测试,实验结果显示,该算法在计算耗时、提取精度和召回率方面较传统算法有明显的优势。

三维体模型点云数据压缩实验分析——应申(武汉大学)

由于三维激光获取的点云数据量巨大,增加后续数据处理的难度,因此点云数据压缩成为处理分析前的重要步骤。点云数据压缩的目的是为了寻找点云模型表达的精细度与点云数据量之间的平衡点。考虑到点云的复杂性和三维体特征,分别采用随机采样法、最短距离法、曲率采样法对试验模型进行压缩试验,对比三种压缩方法在不同压缩参数的约束条件下的试验结果和视觉效果,通过绘制压缩比与压缩参数的关系曲线,研究它们之间的关系。同时提出改进的基于曲率-距离复合的压缩方法,通过将点云数据分割成高曲率、低曲率两部分,分别对高曲率部分进行保留,对低曲率部分使用距离压缩,这样就可以实现保留模型的特征部分,对非特征部分设置不同的距离阈值适当压缩。同时,分别从表面积、体积、偏差三方面评估点云压缩后的三维模型,从定量的角度分析曲率-距离压缩方法相对于其它三种压缩方法的可行性、合理性。

2.激光雷达文化遗产应用分会场

这是本次激光雷达大会与我们课题组最息息相关的一个分会场,课题组同学全部参会并进行认真记录。

该分会场由侯妙乐老师与柳景斌老师主持,首先侯妙乐老师为大家带来了分会场主题报告:文化遗产的数字化记录与修复。介绍了激光雷达在保护文化遗产中的应用,并展示了团队近几年所做的一些工作,表达了对今后发展的展望以及期待方各合作的意愿。

侯妙乐老师回答观众提问

结合激光与视觉点云的古遗迹三维重建应用研究——张子健(同济大学)

该汇报主要针对单一点云数据在古遗迹数据存档和模型重建过程中存在数据缺失以及精度受限等问题。以柬埔寨吴哥女王宫遗址重建为例,通过结合地基激光雷达点云与无人机影像视觉点云,解决模型重建过程中视觉与激光点云配准,模型构建与修补等问题,获得高精度多细节层次的目标对象三维模型。为古遗迹保护提供了数据基础与技术探索。

基于断裂面形状特征的文物碎片拼接——王海平(武汉大学)

该汇报借助三维激光扫描和计算机视觉技术实现文物碎片的自动化、高精度拼接,提出了一种融合断裂面尺寸和形状特征的文物碎片自动化拼接方法。首先,通过区域生长、区域合并和精化等步骤实现文物碎片断裂面的精准提取;然后,计算断裂面的特征值、线性、面性、离散性、特征熵、各向异性等特征描述子及其相似性;然后,提出了顾及最优配准顺序和多度重叠的点云层次化配准策略,实现多视文物碎片的整体拼接;最后,利用拼接结果的多余观测(闭合环)约束,实现全局最优的文物碎片拼接。

古建筑物点云的共形参数化——耿雨馨(首都师范大学)

该汇报介绍了一种古建筑物点云的平面参数化方案,截取目标点云构建表面网格,将网格共形映射到二维空间的面上,再提取出映射后的平面点云。这一方法能使古建筑物的特征物识别检测、损毁定位等检测、修缮工作由三维空间的问题转至二维空间,便于后续保护的进行。该方法的可行性在北京市慈寿寺塔点云上进行了验证,映射结果对细节进行了保留,突出了特征物与墙面的边界。且通过与正投影点云结果进行对比,发现实验结果影像相较于正投影平面影像更有助于文化遗产后续检测工作的进行。

文物对象精细三维重建与保护应用关键技术研究——胡春梅(北京建筑大学)

该汇报从文物数字化保护、影像精细三维重建、病害自动高精度检测、石窟寺数字化应用四个方面进行了汇报。介绍了文物数字化保护的目的、基本过程和数字化保护分类,主要介绍了文物的三维数字化,文物的精细重建在几种情况下重建的精细程度不同。针对目前纹理重建的软件对于重建模型的精细程度没有一个量化的表达这一问题,胡春梅老师进行了研究。同时还提出了一种了病害高精度自动提取的方法,用超像素分割的自适应的方法将病害自动的高精度提取出来。最后介绍了激光雷达在石窟寺数字化应用中的一些成果,如微变形监测、三维检测等。

古城墙墙体鼓胀病害提取与表达方法研究——宋青(北京建筑大学)

古城墙所蕴含的文化价值非常丰富,对古城墙的监测与维护日益受到重视。本文针对城墙鼓胀,利用三维激光扫描仪提出鼓胀监测数据处理与表达的方法的新方案。根据实际扫描数据拟合特征平面,观察鼓胀程度,趋势与面积大小,并以多种图形来显示城墙鼓胀变形。简化工作流程、提高数据处理的效率、展示更为直观。

三.结语·留念

通过本次会议交流活动,课题组同学获益良多,不仅拓宽了视野,对目前激光雷达领域的研究热点有了进一步的了解,同时认识到了自己与业内专家的不足与差距,激励我们更加努力前行。

感谢大会主办方提供本次交流平台,感谢课题组老师为我们提供此次交流学习机会,课题组同学将继续在科研的道路上砥砺前行。

课题组与王瑞胜教授合影留念

课题组与大会主席王程教授合影留念

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遗产数字化与虚拟修复课题组
针对文化遗产研究正面临着信息化时代背景下的留存、修复、重建与社会化应用等一系列重大挑战,本团队率先开展大型复杂文物的数字化保护技术研究,研制成套的文物空间信息提取、虚拟修复、数据管理及展示等工程化应用系统。欢迎意向相投之人的倾情加入。
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遗产数字化与虚拟修复课题组 针对文化遗产研究正面临着信息化时代背景下的留存、修复、重建与社会化应用等一系列重大挑战,本团队率先开展大型复杂文物的数字化保护技术研究,研制成套的文物空间信息提取、虚拟修复、数据管理及展示等工程化应用系统。欢迎意向相投之人的倾情加入。
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