三維點云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)技術(shù)的研究.pdf

1、隨著計算機技術(shù)和三維測量技術(shù)的發(fā)展，真實物體的三維重建技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛。在利用三維測量設(shè)備對物體進(jìn)行測量時，由于被測物自身和環(huán)境的遮擋以及測量范圍的限制，需要對物體表面進(jìn)行多次測量以獲取完整的表面數(shù)據(jù)。其中，三維點云配準(zhǔn)，成為解決被測物三維測量數(shù)據(jù)拼合和完整重建的重要步驟。
　　目前使用最廣泛點云配準(zhǔn)方法是最近點迭代（Iterative Closet Point，ICP）算法，算法的核心思想是采用不斷迭代的方式以逼近最佳

2、結(jié)果。由于ICP算法實現(xiàn)依賴源點集和最近點集的搜索匹配，通常要求待匹配點云具有良好的初始位置，否則很難取得良好的配準(zhǔn)效果。選擇合適的粗配準(zhǔn)算法，實現(xiàn)待配準(zhǔn)點云的大致重合為點云精配準(zhǔn)提供良好的位置輸入，成為決定點云配準(zhǔn)質(zhì)量的關(guān)鍵?；谖矬w形貌特征的點云配準(zhǔn)算法是粗配準(zhǔn)過程常采用的算法。但現(xiàn)有的算法對點云初始位置、重疊率等有一定的要求，因此還需對特征點描述的構(gòu)建和特征點匹配進(jìn)行進(jìn)一步研究，以形成一種更為通用的點云配準(zhǔn)算法。
　　為此，

3、本文在對現(xiàn)有基于物體自身形貌特征的點云配準(zhǔn)方法進(jìn)行了深入的分析研究的基礎(chǔ)上，提出了一種基于物體旋轉(zhuǎn)投影統(tǒng)計特征的點云自動配準(zhǔn)方法，該方法的主要創(chuàng)新點如下：
　　(1)通過提取物體表面的旋轉(zhuǎn)不變特征實現(xiàn)點云視差相差較大具有部分重疊點云數(shù)據(jù)的自動準(zhǔn)確配準(zhǔn)，適用范圍廣；
　　(2)通過引入RANSAC算法去除錯誤的匹配對應(yīng)點，有效提高了點云配準(zhǔn)的穩(wěn)定性；
　　(3)針對粗配準(zhǔn)過程中可能出現(xiàn)的錯誤變換關(guān)系，提出了剛性變換一致性