基于改進(jìn)ICP的點(diǎn)云自動(dòng)空間配準(zhǔn)研究.pdf

1、隨著三維掃描技術(shù)與信息化水平的飛速發(fā)展，人們對(duì)于空間信息的需求越來(lái)越大，三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)由于其包含有豐富的幾何拓?fù)湫畔ⅰ⑽矬w表面各種物理參量及其高精度的特點(diǎn)，在地理測(cè)繪、城市建設(shè)、醫(yī)學(xué)手術(shù)、林業(yè)、影視娛樂(lè)、軍事監(jiān)控等領(lǐng)域獲得了廣泛的運(yùn)用。然而，單一點(diǎn)云數(shù)據(jù)往往存在著一些應(yīng)用上的缺陷，如：LiDAR(Light Detection And Ranging)點(diǎn)云雖然具有精確的地理坐標(biāo)信息，但是缺乏豐富的紋理信息，在地物邊緣位置沒(méi)有很好的位置信息

2、；對(duì)于物體的三維重建而言，單一視角的點(diǎn)云數(shù)據(jù)往往只能表征物體局部的幾何信息，不能完整地展現(xiàn)物體的全部模型等等。為滿足人們對(duì)于三維空間信息的特定應(yīng)用，需要對(duì)獲得的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，而點(diǎn)云配準(zhǔn)即成為當(dāng)前空間信息應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。本文提出了LiDAR點(diǎn)云高精度配準(zhǔn)以及玉雕序列影像匹配點(diǎn)云自動(dòng)配準(zhǔn)的方法，主要工作如下：①對(duì)點(diǎn)云配準(zhǔn)的研究背景與意義及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀做出了詳細(xì)的介紹，并對(duì)點(diǎn)云空
　　間配準(zhǔn)基礎(chǔ)理論與方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述；

3、>　?、诮Y(jié)合基于梯度互信息的LiDAR點(diǎn)云單影像粗配準(zhǔn)與融合ICP(Iterative Closest Point)與LSM(Least Squares Matching)的LiDAR點(diǎn)云立體影像精配準(zhǔn)的方法，從粗配準(zhǔn)到精配準(zhǔn)，逐步建立LiDAR點(diǎn)云與立體航空影像像點(diǎn)之間的映射關(guān)系，基于攝影測(cè)量共線方程通過(guò)迭代計(jì)算的方法獲得持續(xù)改進(jìn)的立體影像外方位參數(shù)，實(shí)現(xiàn)LiDAR點(diǎn)云與立體影像精配準(zhǔn)；
　?、弁ㄟ^(guò)ICP擴(kuò)展三維相似變換模型對(duì)相

4、鄰玉雕影像匹配點(diǎn)云進(jìn)行相似配準(zhǔn)，在基于擴(kuò)展ICP的序列影像點(diǎn)云配準(zhǔn)基礎(chǔ)上，引入多重疊點(diǎn)云對(duì)序列點(diǎn)云配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行
　　全局最小二乘優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)玉雕序列影像匹配點(diǎn)云的自動(dòng)配準(zhǔn)。
　　該方法通過(guò)基于梯度互信息的LiDAR點(diǎn)云單影像粗配準(zhǔn)與融合ICP與LSM的LiDAR點(diǎn)云立體影像精配準(zhǔn)的迭代計(jì)算，逐步建立LiDAR腳點(diǎn)與立體影像像點(diǎn)之間的映射關(guān)系，成功解決了立體航空影像與LiDAR點(diǎn)云兩異源數(shù)據(jù)之間的自動(dòng)相關(guān)問(wèn)題；通過(guò)ICP擴(kuò)展三維