三維激光掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波方法研究.pdf

1、在工業(yè)設(shè)計(jì)、三維測繪、航天模擬、醫(yī)學(xué)輔助診斷、影視娛樂等應(yīng)用需求的推動下,三維數(shù)據(jù)獲取和數(shù)字幾何處理技術(shù)的研究越來越受到學(xué)者們的關(guān)注。近些年來,隨著三維模型獲取的軟硬件技術(shù)迅速發(fā)展,三維激光掃描技術(shù)受到各種領(lǐng)域的人們的青睞,特別是在測繪領(lǐng)域,不僅提高了效率,更是提高了精度。通過三維激光掃描儀獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù),不僅結(jié)構(gòu)簡單,易于操作,而且不用存儲點(diǎn)與點(diǎn)之間的拓?fù)潢P(guān)系,適合表達(dá)幾何形狀和表面特征復(fù)雜的不規(guī)則物體。然而,在獲取數(shù)據(jù)的過程中,由于

2、人為的因素、測量環(huán)境的變化或者設(shè)備本身的缺陷等諸多因素,使得獲得的數(shù)據(jù)不同程度的受到噪聲的污染。因此,在對實(shí)測三維數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字幾何處理和應(yīng)用之前,必須對點(diǎn)云進(jìn)行濾波降噪處理。濾波的目標(biāo)是在剔除噪聲重建光滑表面的同時,保持原有采樣表面的拓?fù)涮卣骷皫缀翁卣鳌?br>　　 本文以三維激光掃描儀獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)為研究對象,對其濾波過程進(jìn)行了深入的研究,主要內(nèi)容如下:
　　 1.介紹了一些經(jīng)典的散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)的濾波算法。對近幾年來,國內(nèi)外文

3、獻(xiàn)研究得比較多的算法進(jìn)行了重點(diǎn)分析,對它們的原理進(jìn)行了詳細(xì)介紹,同時總結(jié)了這些算法的優(yōu)勢以及局限性,對以后三維激光測量數(shù)據(jù)濾波的重點(diǎn)進(jìn)行了分析。
　　 2.對點(diǎn)云模型的噪聲進(jìn)行了深入的分析。通過建立數(shù)學(xué)模型,對其濾波過程中所要解決的問題進(jìn)行了總結(jié),為濾波提供了理論依據(jù)。
　　 3.在Mean-Shift點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了改進(jìn),提出了一種改進(jìn)的Mean-Shift點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波算法。充分考慮了點(diǎn)云的法向向量和曲率這