實(shí)測(cè)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的后期處理技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著工程項(xiàng)目和科學(xué)研究對(duì)復(fù)雜的數(shù)字化實(shí)物模型的大量需求，三維表面幾何掃描技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。它通過(guò)對(duì)幾何物體表面進(jìn)行稠密的三維點(diǎn)采樣，將現(xiàn)實(shí)世界中的物體數(shù)字化，使之適用于后續(xù)的計(jì)算機(jī)處理和可視化。但是，由于測(cè)量誤差、定位誤差和視點(diǎn)遮擋等多方面原因，目前的三維掃描設(shè)備所得到掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)均面臨著去噪、補(bǔ)洞、多次掃描數(shù)據(jù)的匹配對(duì)齊等諸多困難的后處理問(wèn)題。 本文以手持式激光三維掃描儀的實(shí)測(cè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，研究它們的后期處理

2、及其相關(guān)的技術(shù)，并重點(diǎn)對(duì)法向重建和三維掃描片的配準(zhǔn)和融合等問(wèn)題提出了新的解決方法。 采集到的三維散亂點(diǎn)云中法向信息存在大量的誤差，往往需要法向重建。但是，已有的算法尚不夠魯棒。所以，我們?cè)诘诙轮?，提出了一種魯棒的三維散亂點(diǎn)云法向一致化重建算法。算法先通過(guò)有效的層次聚類浮游點(diǎn)去除方法改善初始點(diǎn)云數(shù)據(jù)。在統(tǒng)計(jì)分析的理論基礎(chǔ)上，我們充分考慮點(diǎn)云易于構(gòu)造層次結(jié)構(gòu)的內(nèi)在優(yōu)勢(shì)，提出了一個(gè)基于層次聚類的法向一致化重建算法，它達(dá)到了抑制噪聲和

3、加速計(jì)算的目的。進(jìn)而算法給出一個(gè)法向重建效果評(píng)估準(zhǔn)則，以自適應(yīng)地優(yōu)化算法參數(shù)[0]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文算法重建法向的結(jié)果準(zhǔn)確，算法效率高。 在第三章中，我們提出了一個(gè)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)片間基于緊支撐RBF的配準(zhǔn)和融合算法。我們首先為三維掃描片建立初始對(duì)應(yīng)關(guān)系；然后通過(guò)在點(diǎn)集上附著“彈簧”網(wǎng)結(jié)構(gòu)并使用基于物理的方法來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化該對(duì)應(yīng)關(guān)系。最后，我們提出基于緊支撐RBF變換函數(shù)的柔性配準(zhǔn)和融合新算法，并利用層次結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行加速變換函數(shù)的求取