結構光測量點云數(shù)據(jù)配準研究.pdf

1、隨著點云獲取設備的更新?lián)Q代和三維點云處理技術的快速發(fā)展，三維點云處理技術正以星火燎原之勢廣泛覆蓋文物保護及考古研究、數(shù)字娛樂、軍事以及工程測繪等諸多領域中。要得到完整的三維數(shù)字模型就必須對測量獲取的點云數(shù)據(jù)進行后續(xù)配準處理，點云配準技術作為是由多次測量獲得的數(shù)據(jù)到完整模型的必要環(huán)節(jié)，也是構建三維數(shù)字模型的重中之重。論文對前人工作進行了大量研究，總結并研究了兩種點云配準方案。
　　首先，論文對課題研究的研究背景、應用前景、國內外研究

2、現(xiàn)狀做了簡單介紹。通過分析研究國內外研究關于點云配準技術解決方案，將現(xiàn)階段配準算法分為三大類：基于特征尋找對應關系配準方法、基于統(tǒng)計學計算剛體變換配準方法、迭代計算最小誤差配準方法。論文詳細介紹了點云配準的基礎概念,為后續(xù)配準過程敘述打好基礎。
　　其次，論文對前人工作進行了細致的研究，獲得了大量設計靈感。設計并實現(xiàn)了基于FPFH(Fast Point Feature Histogram)特征點云配準算法。通過ISS算法計算點云數(shù)

3、據(jù)的關鍵點減少點數(shù)據(jù)量；計算關鍵點的FPFH特征，作為對尋找應關系的依據(jù)；初步確定兩次測量點云數(shù)據(jù)之間的對應關系，再使用隨機采樣一致性算法優(yōu)化去除錯誤對應關系；對獲得的對應關系進行奇異值分解得到剛體變換矩陣，并對目標點云進行旋轉平移。這種點云配準方法具有較高的配準精度和速度，可以滿足部分工程需求。
　　然后，論文通過不斷挖掘前人思想還創(chuàng)新性的設計了一種多尺度法相特征點云聚類分選配準算法。該算法創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在三個方面，即：基于多尺

4、度曲率的關鍵點選擇、基于多尺度法向量的特征提取和基于最小次小距離聚類對應關系選擇。配準過程中關鍵點是通過主成分分析法計算所有點多尺度曲率，并設定目標函數(shù)根據(jù)多尺度曲率的變化程度選取的；關鍵點的特征描述子是以關鍵點多尺度法向量之間的角度偏差作為特征分量構成的；配準過程中對應關系選擇極為關鍵，通過兩幅點云關鍵點特征最近距離與次近距離比值選取對應關系，并使用隨機采樣一致性算法和聚類選擇方法進行兩次優(yōu)化。對優(yōu)化后的對應關系進行奇異值分解，得到兩