基于Kinect的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理.pdf

1、由于三維激光掃描的軟硬件水平日趨成熟和大眾化，相應(yīng)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理技術(shù)成為越來越受關(guān)注的研究熱點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)動(dòng)畫、醫(yī)學(xué)圖像處理、文物保護(hù)、地形勘探和數(shù)字化媒體創(chuàng)作等領(lǐng)域。隨著掃描設(shè)備的采樣精度和掃描速度不斷提高，獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)呈海量增長，導(dǎo)致后期的多視拼接、表面重建和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)對硬件處理設(shè)備帶來新的挑戰(zhàn)和壓力。針對目前基于三維掃描設(shè)備的數(shù)據(jù)處理的計(jì)算量大、復(fù)雜度高、需要在高性能的設(shè)備上才能處理、不能在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用等問題，并結(jié)

2、合深度體感設(shè)備Kinect，本文提出了一種能夠在中低端計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的簡單、高效的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理方法，其中包括點(diǎn)云拼接及表面重建算法等關(guān)鍵技術(shù)，主要研究工作和貢獻(xiàn)概括如下：
　　首先，本文從深度體感設(shè)備Kinect出發(fā)，詳細(xì)介紹了該設(shè)備基于PC上的開發(fā)及其顏色和深度信息的獲取原理，并對采集得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行閾值分割和拓?fù)潢P(guān)系的建立等預(yù)處理，大大提高點(diǎn)云拼接及表面重建處理的速度。
　　其次，本文提出了一種基于幾何特征不變量的拼

3、接方法。該方法通過曲率和鄰域標(biāo)識相似度等度量來確定匹配點(diǎn)關(guān)系，根據(jù)匹配點(diǎn)之間的坐標(biāo)變換估算初始剛體變換的旋轉(zhuǎn)和平移矩陣，將不同視角的點(diǎn)云數(shù)據(jù)初始配準(zhǔn)在同一坐標(biāo)系下。然后根據(jù)最近點(diǎn)迭代法算法，利用奇異值分解，迭代計(jì)算精確配準(zhǔn)的剛體變換，以完成多視拼接。
　　再次，本文對以往基于區(qū)域生長的表面重建算法進(jìn)行改進(jìn)：根據(jù)平坦度大小確定初始點(diǎn)構(gòu)造初始三角形，以增強(qiáng)三角剖分的魯棒性；通過對鄰域的不同定義，選擇搜索范圍，實(shí)現(xiàn)非連通區(qū)域的連接；利用