物體的三維表面重建是一個重要的研究方向,前景開闊。因為光的直線傳播等因素的影響。需要從不同角度獲取物體表面的三維點云數(shù)據(jù),用以構(gòu)建完整的物體表面的三維模型。所以,三維配準是三維重建過程中的重要一步,它與三維重建的精度有密切關(guān)系。至今,在配準中應(yīng)用的最廣泛的算法為迭代最近點算法（ICP）,該算法取得最優(yōu)解的方式是通過迭代完成的。本文主要解決實際實驗中存在的兩個問題,問題一是針對具體實驗環(huán)境中大量存在的帶有大尺度延伸和噪聲點存在時的三維點云數(shù)據(jù)的配準問題,提出新的迭代最近點算法,在數(shù)據(jù)點各向同性延伸的情況下,通過在創(chuàng)建的最小化誤差函數(shù)上增加加權(quán)函數(shù)的方法,構(gòu)成迭代重新加權(quán)最小二乘法。在計算方面,加權(quán)函數(shù)相當于對點對進行加權(quán),但是權(quán)重是通過M-估計準則獲取的。并將其與其他的改進算法進行對比,得出在一般情況下,本文的改進算法精度更高的實驗結(jié)論。問題二是針對點云數(shù)據(jù)量較大的情況,該算法的改進點是從提升算法的效率著手的,將KD樹和外推法結(jié)合ICP算法來實現(xiàn)加速配準。此算法在點云數(shù)據(jù)量越大的情況下,優(yōu)勢越明顯,采用ICP算法的運行時間是本文改進算法運行時間的26倍,經(jīng)過實驗驗證該算法可以提升速度,增... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

三維特征識別的研究路線

第 2 章 三維數(shù)據(jù)配準原理些年來，數(shù)據(jù)匹配過程可以看做兩個點集在位置和強度空間層面上的配準，更是在計算機視覺中的廣泛應(yīng)用前景中日益顯現(xiàn)。數(shù)據(jù)集不僅可以是圖像，其他測量數(shù)據(jù)，因此還可以擴展到機械加工領(lǐng)域，所以有重要的研究意義。數(shù)據(jù)配準理論基礎(chǔ)1 變換矩陣換矩陣可以拆分成旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量兩個部分，在一個標準的笛卡爾三維三個基礎(chǔ)的旋轉(zhuǎn)矩陣被定義。所有的旋轉(zhuǎn)矩陣均正交且行列式等于 1。從兩個的靶點云和目標點云之間是由變換矩陣 H 來確定的。如圖 2-1[48]：

取算法來處理初始實驗數(shù)據(jù)，優(yōu)化初始實驗數(shù)據(jù)，精確配準用到符合要求。 Spin Image 的初始配準算法 Spin Image 的初始配準算法age[50,51]是 Johnson 研究的關(guān)于特征描述子的圖像，在三維場景中多應(yīng)用。該算法統(tǒng)計的是在特征點局部圓柱坐標系下的鄰域點 2D 。如圖 3-1 所示，圓柱坐標系由特征點 p 的法向量以及切平面構(gòu)成域點 q 在圓柱坐標系下的坐標分布形成一個 2D 的 points 分布圖，Image。離散的過程會通過雙線性插值的方式平滑每個點。模型上如圖 3-1[52]所示：

【參考文獻】：
期刊論文
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[5]一種基于匹配強度的特征點匹配消除歧義算法[J]. 李志,王琰,楊大為.  沈陽理工大學學報. 2008(05)
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博士論文
[1]三維點云配準技術(shù)研究[D]. 熊風光.中北大學 2018
[2]點云數(shù)據(jù)配準及曲面細分技術(shù)研究[D]. 薛耀紅.吉林大學 2010

碩士論文
[1]激光三維掃描點云數(shù)據(jù)的配準研究[D]. 彭博.天津大學 2011
[2]三維重建過程中的點云數(shù)據(jù)配準算法的研究[D]. 袁亮.西安電子科技大學 2010
[3]三維點云數(shù)據(jù)拼接與精簡技術(shù)的研究[D]. 徐尚.中國海洋大學 2009



本文編號：3465340