三維點(diǎn)云拼接研究.pdf

1、點(diǎn)云拼接是逆向工程、文物數(shù)字化、三維視覺(jué)信息處理中數(shù)據(jù)處理的重要內(nèi)容，在逆向工程中要求更高的點(diǎn)云配準(zhǔn)精度、文物數(shù)字化要求完整點(diǎn)云信息；以及計(jì)算機(jī)視覺(jué)中需要更快速的三維重建以便進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別等。這些使得準(zhǔn)確和快速的拼接點(diǎn)云顯得非常重要。
　　本文針對(duì)點(diǎn)云初始錯(cuò)位較大問(wèn)題提出了基于重心距離特征的配準(zhǔn)方法，使用特征采樣進(jìn)行粗配準(zhǔn)，然后利用特征刪除錯(cuò)誤點(diǎn)對(duì)進(jìn)行精配準(zhǔn)。該方法準(zhǔn)確配準(zhǔn)了錯(cuò)位超過(guò)14個(gè)點(diǎn)的點(diǎn)云，且收斂速度大幅提高；針對(duì)點(diǎn)云拼接精

2、度問(wèn)題，提出了點(diǎn)對(duì)距離約束改進(jìn)的配準(zhǔn)算法。該算法將配準(zhǔn)點(diǎn)的重心作為參考點(diǎn)，利用距離約束刪除錯(cuò)誤的點(diǎn)對(duì)進(jìn)行配準(zhǔn)。該算法與鄰近點(diǎn)算法相比對(duì)小于14個(gè)點(diǎn)的點(diǎn)云配準(zhǔn)精度提高了30％。對(duì)錯(cuò)位較大的點(diǎn)云配準(zhǔn)提出了特征粗配準(zhǔn)和點(diǎn)對(duì)距離約束改進(jìn)算法精配準(zhǔn)相結(jié)合的綜合配準(zhǔn)法，該方法對(duì)錯(cuò)位大于14個(gè)點(diǎn)的配準(zhǔn)精度有較大提高，且收斂速度和配準(zhǔn)速度提高了兩倍以上；針對(duì)點(diǎn)云融合中存在的分層問(wèn)題，提出了法向約束融合算法。該算法采用法向計(jì)算點(diǎn)云的移動(dòng)權(quán)值和融合權(quán)值，從

3、而得到兩個(gè)融合點(diǎn)集，然后再求取均值融合點(diǎn)。該算法得到了較小融合誤差的單層融合點(diǎn)云，并刪除了大量的冗余數(shù)據(jù)。
　　基于重心距離特征的配準(zhǔn)只有當(dāng)點(diǎn)云重疊率較大時(shí)才能使用，有非?？斓氖諗克俣群秃芎玫拇峙錅?zhǔn)效果。而點(diǎn)對(duì)距離約束改進(jìn)的配準(zhǔn)算法對(duì)錯(cuò)位較小的點(diǎn)云有較高的精度和速度，且對(duì)重疊率較小的點(diǎn)云也能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確配準(zhǔn)。對(duì)錯(cuò)位較大的點(diǎn)云，綜合改進(jìn)的配準(zhǔn)方法有更好的精度和更快的速度，是一種較好的配準(zhǔn)方法。配準(zhǔn)后的法向融合算法實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)云融合，有效的解