大規(guī)模點(diǎn)云模型拼接與融合技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)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(diǎn)云模型的拼接和融合是逆向工程中的關(guān)鍵。針對(duì)當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)量大且受噪聲影響的特點(diǎn)，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(duì)點(diǎn)云進(jìn)行精簡(jiǎn)和去噪。點(diǎn)云拼接后，還需要將多片點(diǎn)云融合。因此，本文著重從以下幾方面進(jìn)行研究。
　　 (1)針對(duì)大規(guī)模且?guī)г肼暤狞c(diǎn)云數(shù)據(jù)，本文用KD樹(shù)的最近點(diǎn)和r-鄰域兩種查找方法，分別對(duì)點(diǎn)云去噪。并用柵格法對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行精簡(jiǎn)，

2、在精簡(jiǎn)點(diǎn)云的同時(shí)也去除了噪聲。點(diǎn)云的精簡(jiǎn)和去噪使得后續(xù)點(diǎn)云的拼接更加順利。
　　 (2)本文實(shí)現(xiàn)了針對(duì)大規(guī)模點(diǎn)云模型的ICP拼接方法，根據(jù)一般的ICP算法的缺點(diǎn)和當(dāng)前點(diǎn)云數(shù)據(jù)特點(diǎn)提出了基于特征的ICP算法，該方法在每次對(duì)應(yīng)點(diǎn)匹配時(shí)依據(jù)曲面的局部特征量和點(diǎn)距離的關(guān)系，迭代使得點(diǎn)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(jì)的特征描述了對(duì)點(diǎn)云局部曲率變化明顯的統(tǒng)計(jì);用

3、不變矩原理構(gòu)造三維不變矩量組表示點(diǎn)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(jì)到直方圖中。將這三種特征量用于點(diǎn)云拼接中，并用實(shí)際測(cè)量得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，取得了不錯(cuò)的效果。
　　 (4)點(diǎn)云拼接后，還需要融合才能使得多片點(diǎn)云成為一個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型。文中用法向量約束查找重疊點(diǎn)的方法在坐標(biāo)位置和顏色上融合了點(diǎn)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