大規(guī)模點云模型拼接與融合技術(shù)研究.pdf

1、隨著計算機技術(shù)和測量技術(shù)的快速發(fā)展，逆向工程技術(shù)被廣泛應(yīng)用。而點云模型的拼接和融合是逆向工程中的關(guān)鍵。針對當(dāng)前點云數(shù)據(jù)量大且受噪聲影響的特點，一般的拼接方法己不能滿足當(dāng)前的需要，本文提出了基于特征的拼接方法，并對點云進(jìn)行精簡和去噪。點云拼接后，還需要將多片點云融合。因此，本文著重從以下幾方面進(jìn)行研究。
　　 (1)針對大規(guī)模且?guī)г肼暤狞c云數(shù)據(jù)，本文用KD樹的最近點和r-鄰域兩種查找方法，分別對點云去噪。并用柵格法對點云進(jìn)行精簡，

2、在精簡點云的同時也去除了噪聲。點云的精簡和去噪使得后續(xù)點云的拼接更加順利。
　　 (2)本文實現(xiàn)了針對大規(guī)模點云模型的ICP拼接方法，根據(jù)一般的ICP算法的缺點和當(dāng)前點云數(shù)據(jù)特點提出了基于特征的ICP算法，該方法在每次對應(yīng)點匹配時依據(jù)曲面的局部特征量和點距離的關(guān)系，迭代使得點云拼接取得較好的效果。
　　 (3)在基于特征的ICP拼接算法中，本文著重研究了三種特征量，基于曲率統(tǒng)計的特征描述了對點云局部曲率變化明顯的統(tǒng)計;用

3、不變矩原理構(gòu)造三維不變矩量組表示點云的局部特征;基于法向量的直方圖描述了局部法向量之間的關(guān)系，并統(tǒng)計到直方圖中。將這三種特征量用于點云拼接中，并用實際測量得到的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，取得了不錯的效果。
　　 (4)點云拼接后，還需要融合才能使得多片點云成為一個點云數(shù)據(jù)模型。文中用法向量約束查找重疊點的方法在坐標(biāo)位置和顏色上融合了點云數(shù)據(jù)。
　　 本文提出的基于特征的ICP拼接方法，相比傳統(tǒng)的拼接方法，在效率和效果上都有極大的