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路面三维模型真实感显示技术研究
| 论文题名： | 路面三维模型真实感显示技术研究 |
| 关键词： | 道路三维模型;真实感显示;线阵相机;纹理映射;地理信息系统;中值滤波去噪 |
| 摘要： | 建立道路的三维模型是交通勘测领域重要的研究内容，道路网密度的增大使道路养护维修成为重要的基础工作，传统道路养护工作几乎全部依赖人工完成，为了提高道路质量测量效率，相关工作人员对基于车载系统的道路测量系统进行研究，本课题即是在一个车载道路建模系统的背景下进行研究。 基于道路信息的建模问题属于地理信息系统的研究范畴，在三维路面模型的构建中，几何模型是建模人员考虑的首要问题，在此基础上，为了提高整个路面观测过程中视觉效果和测量效果，越来越多的研究人员开始关注道路真实感的表现。在图形学的研究领域中，纹理映射是提高模型真实感的一项基本技术，几乎所有基于真实感的建模研究都需要从纹理映射来展开，在三维路面的真实感显示中也毫不例外。 本课题首先从真实感纹理的来源进行研究，首先研究了纹理数据采集的设备，由于工业相机优良的制作工艺和精致的外观结构易于集成到整个车载系统中，而且能够在车辆高速运行的时候扫描高清晰的画面，因此课题主要研究使用工业线阵扫描相机扫描路面纹理影像数据的流程和控制问题。另外，对于相机采集到的原始道路影像，研究了影像的去噪和增强问题，对于影像去噪问题，研究了基于传统中值滤波的针对脉冲噪声的自适应中值滤波去噪算法，对于影像增强问题，针对高速线阵扫描影像曝光不足的问题，研究了基于plateau裁剪的双直方图均衡化方法。在此基础上，针对线阵相机扫描的道路影像数据以及激光传感器扫描的道路点云信息，研究了二者如何在实时显示的时候配准，以及使用四叉树原理在离线的时候针对大规模的道路纹理进行组织管理并且实现多分辨率的纹理映射过程来提高纹理映射的效率，实验结果表明添加了路表面纹理的道路几何模型的真实感明显增强。最后，在以二维图像为主的纹理映射基础上研究了基于光照原理的真实感的加强技术，根据法线映射的原理在图像渲染过程中在片段着色器上实现逐像素的光照渲染，实验表明应用法线映射方法可以有效地提高整个道路模型表面的真实感。 |
| 作者： | 顾海燕 |
| 专业： | 计算机科学与技术 |
| 导师： | 唐好选 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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