激光雷達點云數據的三維建模技術.pdf

1、移動機器人是機器人學中的一個重要分支。移動機器人的發(fā)展方向是智能化和自主化。作為一個智能實體，一般需要具有感知、推理決策和執(zhí)行等幾個基本功能，而激光雷達在機器人上的應用就是感知能力的擴展。 本文對移動機器人利用激光雷達掃描的點云數據的配準重建算法進行了深入細致的研究，由于這些三維數據是在不同坐標系下獲得，使得物體和環(huán)境模型的重建具有很大挑戰(zhàn)性。在對環(huán)境或物體掃描數據的重建時，經常使用最近迭代算法（ICP）進行數據配準，但是大量點

2、云數據使得它的配準效率低，且易于發(fā)生特征點錯位。本文提出了一個基于三個標定特征點初始配準的ICP算法，該算法是在ICP算法基礎上的一種改進。實驗證明改進后的ICP算法能夠提高配準速度，降低了配準的誤差率且不易陷入局部最小。 本論文的主要工作內容包括： 第一，闡述點云三維建模數據處理的主要過程及各個過程的相關技術。 第二，基于實物的特征點主要體現在邊界輪廓線和表面棱線等跳躍度比較大的邊緣、凹凸等位置，利用離散點求導

3、和求極值的方法，提取掃描點云的特征點集，在特征點集中確定三個最有代表性的極值點，作為后面初始配準的基準點。 第三，提出基于三個標定特征點初始配準的ICP算法，它對經典的ICP算法進行了改進，并對兩種算法的配準結果進行了比較和分析。首先對二維點云數據進行配準研究，在此基礎上，進一步對三維點云數據都進行配準和分析。在基于三個標定特征點初始配準的ICP算法中，利用三個最有代表性的特征點對點云進行初始配準，再應用ICP算法進行精確配準。