點云曲線曲面的微分信息估計及其應(yīng)用.pdf

1、隨著掃描設(shè)備的普及和采集技術(shù)的進(jìn)步，點云數(shù)據(jù)獲取變得非常方便。點云數(shù)據(jù)往往隱含著潛在形狀，其上的幾何微分信息(如切向、法向、曲率、撓率等)是點云幾何建模和復(fù)雜應(yīng)用的基礎(chǔ)，同時法向的一致化定向在點云幾何處理中處于非常重要的地位。本文不但提出了點云空間曲線的微分信息估計的理論框架及匹配方法；而且對MPA法向估計進(jìn)行了改進(jìn)，提出了幾何自適應(yīng)的MPA法向傳播策略。
　　 在第一章我們介紹了點云空間曲線曲面的微分信息估計、點云空間曲線的匹

2、配方法及點云空間曲線曲面法向一致化定向問題的研究歷史和現(xiàn)狀，及本文所做的工作。第二章我們建立了點云曲線幾何分析的相關(guān)理論框架，即定義和計算點云潛在曲線的幾何微分量，包括Frcnct標(biāo)架、曲率、撓率等。在第三章中我們提出了點云空間曲線部分匹配的一種新方法。它通過直接在點云上計算微分量來獲取其潛在曲線的特征信息，從而構(gòu)建全局粗略匹配方案，進(jìn)一步給出基于空間運動學(xué)的局部精細(xì)匹配優(yōu)化模型，實現(xiàn)點云曲線之間的部分匹配。這一章的最后我們用數(shù)值實驗表

3、明，我們的微分信息計算和曲線匹配方法能很好地適用于帶噪音的點云數(shù)據(jù)，有效地實現(xiàn)點云空間曲線的高精度匹配。在第四章中，我們分別對二維、三維情況MPA法向估計進(jìn)行了改進(jìn)。首先提出帶權(quán)的PCA法向預(yù)估方法，然后對預(yù)估過程中的局部鄰近點集進(jìn)行過濾，過濾掉不在點云潛在流形上的部分點后，重新用帶權(quán)PCA來估計出較準(zhǔn)確的法向，最后建立MPA優(yōu)化模型估計參數(shù)對法向進(jìn)行循環(huán)校正。這種循環(huán)校正的改進(jìn)方法，不但能準(zhǔn)確地估計出法向，而且對MPA方法中參數(shù)的計算