三維點云數(shù)據(jù)去噪方法研究.pdf

1、隨著三維掃描技術的快速發(fā)展，三維掃描設備成本的不斷下降，逆向工程已成為快速研發(fā)各種新產(chǎn)品的重要技術手段。在逆向工程中，使用數(shù)據(jù)測量設備獲取點云數(shù)據(jù)時，由于被測對象表面波紋、表面粗糙度、設備精度、環(huán)境光照、人為擾動等因素，所獲得的點云數(shù)據(jù)不可避免地受到噪聲的影響。噪聲的存在不僅會影響點云簡化、拼接等預處理，而且會對曲面重建的精度和速度造成負面影響。因此，研究點云數(shù)據(jù)的去噪技術對于逆向工程的發(fā)展具有重要意義。
　　本文在前人研究成果的

2、基礎上，對點云數(shù)據(jù)的去噪技術進行了深入的研究，主要工作內(nèi)容如下：
　　(1)簡要介紹了逆向工程中的關鍵技術，系統(tǒng)介紹了點云數(shù)據(jù)的基本概念，詳細闡述了點云數(shù)據(jù)去噪的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和常用方法。
　　(2)著重分析了雙邊濾波去噪算法，針對其過光順問題，本文提出了一種改進的雙邊濾波去噪算法。該方法首先采用改進的基于Voronoi圖算法估算出點云模型的法向量，再采用魯棒算法求取點云模型的局部噪聲方差，依此設計一個自適應控制函數(shù)，使得采

3、樣點的雙邊濾波都能在最優(yōu)濾波鄰域內(nèi)進行。實驗結果表明，該方法能有效地去除點云數(shù)據(jù)的噪聲，并較好地保持了點云模型的細節(jié)特征。
　　(3)詳細分析了張量投票算法的實現(xiàn)和應用，提出了一種基于張量投票的主動輪廓邊緣提取算法，該算法對邊緣清晰和模糊的物體均能有效提取輪廓邊緣，使計算機能對不同的物體形態(tài)進行感知和識別。同時，分析了張量投票算法中尺度因子對點云數(shù)據(jù)去噪的影響，提出了一種基于點云分布的張量投票去噪算法。算法通過點云分布設計一個自適