多視圖點(diǎn)云拼接全局優(yōu)化方法.pdf

1、在對大型物體進(jìn)行三維形貌測量時,多視點(diǎn)云拼接技術(shù)是其中一個重要的環(huán)節(jié),因為拼接精度將直接影響到最終的三維重構(gòu)精度,所以對拼接點(diǎn)云進(jìn)行優(yōu)化將具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文首先從多視點(diǎn)云拼接所涉及到的一些基本三角測量與三角測量平差知識基礎(chǔ)入手,詳細(xì)介紹了應(yīng)用標(biāo)志約束的方法對多視點(diǎn)云進(jìn)行拼接的一般過程,然后針對基于標(biāo)志點(diǎn)序列掃描點(diǎn)云拼接過程中出現(xiàn)的累積誤差問題,提出一種利用光束法平差方法計算最優(yōu)全局點(diǎn)位的拼接優(yōu)化算法。該方法以掃

2、描特征點(diǎn)在全局坐標(biāo)系下的位置為初始值以反投映殘差最小化為目的構(gòu)建優(yōu)化代價函數(shù),通過迭代的方法計算特征點(diǎn)的全局最優(yōu)點(diǎn)位,最后以該最優(yōu)點(diǎn)位為基準(zhǔn)對序列點(diǎn)云進(jìn)行空間位置調(diào)整。通過利用標(biāo)準(zhǔn)桿進(jìn)行重復(fù)誤差測試和現(xiàn)場測量結(jié)果表明,該方法可以明顯減少拼接過程中所產(chǎn)生的累積誤差,具有提高拼接精度的作用。
　　 在一些不允許粘貼人工標(biāo)志的測量場合,在對從不同視場得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接時,ICP算法是一種被廣泛應(yīng)用的算法,然而在對大型物體進(jìn)行測量時

3、傳統(tǒng)ICP算法在效率與精度上并不能滿足工程的實(shí)際需求。針對此問題提出了一種適用于單、雙目結(jié)構(gòu)光三維測量系統(tǒng)的快速且高精度的點(diǎn)云拼接算法。該算法首先將參考視點(diǎn)云上的采樣點(diǎn)反向投影到目標(biāo)視點(diǎn)云的2D成像平面上,然后再將2D反向投影點(diǎn)正向投影到目標(biāo)視點(diǎn)云上,展示了一種由目標(biāo)視投影點(diǎn)到采樣點(diǎn)法線上的投影直至收斂于線一面交點(diǎn)的迭代過程。實(shí)際測量結(jié)果表明,該算法在保證拼接精度的同時顯著提高了收斂速度,是一種具有很高實(shí)用價值面型點(diǎn)云拼接算法。