基于改進ICP的點云自動空間配準研究.pdf

1、隨著三維掃描技術(shù)與信息化水平的飛速發(fā)展，人們對于空間信息的需求越來越大，三維點云數(shù)據(jù)由于其包含有豐富的幾何拓撲信息、物體表面各種物理參量及其高精度的特點，在地理測繪、城市建設(shè)、醫(yī)學(xué)手術(shù)、林業(yè)、影視娛樂、軍事監(jiān)控等領(lǐng)域獲得了廣泛的運用。然而，單一點云數(shù)據(jù)往往存在著一些應(yīng)用上的缺陷，如：LiDAR(Light Detection And Ranging)點云雖然具有精確的地理坐標信息，但是缺乏豐富的紋理信息，在地物邊緣位置沒有很好的位置信息

2、；對于物體的三維重建而言，單一視角的點云數(shù)據(jù)往往只能表征物體局部的幾何信息，不能完整地展現(xiàn)物體的全部模型等等。為滿足人們對于三維空間信息的特定應(yīng)用，需要對獲得的三維點云數(shù)據(jù)進行融合，而點云配準即成為當(dāng)前空間信息應(yīng)用研究的熱點。本文提出了LiDAR點云高精度配準以及玉雕序列影像匹配點云自動配準的方法，主要工作如下：①對點云配準的研究背景與意義及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀做出了詳細的介紹，并對點云空
　　間配準基礎(chǔ)理論與方法進行了簡要闡述；

3、>　　②結(jié)合基于梯度互信息的LiDAR點云單影像粗配準與融合ICP(Iterative Closest Point)與LSM(Least Squares Matching)的LiDAR點云立體影像精配準的方法，從粗配準到精配準，逐步建立LiDAR點云與立體航空影像像點之間的映射關(guān)系，基于攝影測量共線方程通過迭代計算的方法獲得持續(xù)改進的立體影像外方位參數(shù)，實現(xiàn)LiDAR點云與立體影像精配準；
　　③通過ICP擴展三維相似變換模型對相

4、鄰玉雕影像匹配點云進行相似配準，在基于擴展ICP的序列影像點云配準基礎(chǔ)上，引入多重疊點云對序列點云配準結(jié)果進行
　　全局最小二乘優(yōu)化，實現(xiàn)玉雕序列影像匹配點云的自動配準。
　　該方法通過基于梯度互信息的LiDAR點云單影像粗配準與融合ICP與LSM的LiDAR點云立體影像精配準的迭代計算，逐步建立LiDAR腳點與立體影像像點之間的映射關(guān)系，成功解決了立體航空影像與LiDAR點云兩異源數(shù)據(jù)之間的自動相關(guān)問題；通過ICP擴展三維