基于图像金字塔与双线性插值的点云融合研究
电子技术应用
邓百川1，程天宇1，王军玉1，张鸿雁2，刘夯2
1.南方电网通用航空服务有限公司；2.成都纵横自动化技术股份有限公司
摘要： 点云与影像融合是遥感三维重建的关键技术之一，传统融合方存在难以平衡计算效率与数据精度等问题。提出一种结合图像金字塔与双线性插值的点云影像融合方法，并引入OpenMP进行并行优化。该方法通过金字塔结构实现多分辨率快速定位与区域自适应插值，有效提高融合效率并保留细节特征。实验对两个数据集进行测试，结果表明所提方法在保证高精度融合质量的同时，融合速度提升达3.6~3.8倍，并且在高点云密度数据上提升效果更明显。该方法不仅为输电通道的三维建模提供了高精度的数据支持，也为自动化巡检提供了重要的技术保障。
中圖分類號：TP79 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256772
中文引用格式： 鄧百川，程天宇，王軍玉，等. 基于圖像金字塔與雙線性插值的點云融合研究[J]. 電子技術應用，2026，52(3)：79-83.
英文引用格式： Deng Baichuan，Cheng Tianyu，Wang Junyu，et al. Research on point cloud fusion based on image pyramid and bilinear interpolation[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(3)：79-83.
中文引用格式： 鄧百川，程天宇，王軍玉，等. 基于圖像金字塔與雙線性插值的點云融合研究[J]. 電子技術應用，2026，52(3)：79-83.
英文引用格式： Deng Baichuan，Cheng Tianyu，Wang Junyu，et al. Research on point cloud fusion based on image pyramid and bilinear interpolation[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(3)：79-83.
Research on point cloud fusion based on image pyramid and bilinear interpolation
Deng Baichuan1，Cheng Tianyu1，Wang Junyu1，Zhang Hongyan2，Liu Hang2
1.Southern Grid General Aviation Services Co.， Ltd.， Guangzhou 510700， China；2.Chengdu JOUAV Automation Tech Co.，Ltd.
Abstract： As one of the key technologies in remote sensing-based 3D reconstruction, point cloud and image fusion faces challenges in traditional approaches, such as high computational cost and difficulty in balancing efficiency and data precision. This paper proposes an efficient point cloud color fusion strategy that integrates image pyramids with bilinear interpolation, while introducing OpenMP for parallel optimization. The method leverages the pyramid structure to enable rapid multi-resolution localization and adaptive regional interpolation, effectively improving fusion efficiency while preserving fine details. Experiments conducted on two datasets demonstrate that the proposed approach maintains high fusion accuracy while achieving a 3.6~3.8 fold improvement in processing speed. The performance gain is especially notable for high-density point cloud data. This method not only provides high-precision data support for 3D modeling of power transmission corridors but also offers important technical support for automated inspection.
Key words : point cloud fusion；image pyramid；bilinear interpolation；OpenMP；remote sensing 3D reconstruction
引言
隨著電力系統的快速發展，輸電通道的監測與維護越來越重要，尤其是在自然災害或線路老化等因素影響下，快速精準地檢測與評估至關重要[1-2]。傳統的輸電通道巡檢方法主要依賴人工檢查和傳統的衛星遙感技術，這些方法在效率和精度上存在一定的局限性[3-4]。近年來，機載激光雷達（LiDAR）技術作為一種高效的三維掃描技術，具有測量精度高、速度快等特點[5]，已經被廣泛應用于地形建模[6]、基礎設施監測[7]、輸電線路與輸電通道檢測[8-12]等方面。激光雷達可獲取高精度點云數據，提供輸電通道的三維空間信息，但單一的點云數據本身缺乏色彩信息，難以充分展現地物細節[13]。將點云與影像融合可構建出信息豐富、顏色真實的三維模型。傳統點云融合方法多基于像素映射與插值策略，其中雙線性插值由于其計算簡單、插值連續性好而被廣泛采用。然而，傳統方法在融合過程中存在計算瓶頸，在大規模、實時應用方面存在一定局限性[14-15]。
本文針對上述問題，提出一種基于圖像金字塔和雙線性插值的多尺度融合策略。該方法通過對數字正射影像構建圖像金字塔結構，從構建的分辨率層級中選擇最適合當前點云密度的影像分辨率，在確保融合精度的同時顯著降低計算負擔。此外，結合OpenMP（Open Multi-Processing）并行機制進一步提升融合速度，為實用化部署提供技術支撐。
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作者信息：
鄧百川1，程天宇1，王軍玉1，張鴻雁2，劉夯2
（1.南方電網通用航空服務有限公司，廣東 廣州 510700；
2.成都縱橫自動化技術股份有限公司，四川 成都 610000）
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