實測三維點云數(shù)據(jù)的后期處理技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著工程項目和科學(xué)研究對復(fù)雜的數(shù)字化實物模型的大量需求，三維表面幾何掃描技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。它通過對幾何物體表面進行稠密的三維點采樣，將現(xiàn)實世界中的物體數(shù)字化，使之適用于后續(xù)的計算機處理和可視化。但是，由于測量誤差、定位誤差和視點遮擋等多方面原因，目前的三維掃描設(shè)備所得到掃描點云數(shù)據(jù)均面臨著去噪、補洞、多次掃描數(shù)據(jù)的匹配對齊等諸多困難的后處理問題。 本文以手持式激光三維掃描儀的實測點云數(shù)據(jù)為研究對象，研究它們的后期處理

2、及其相關(guān)的技術(shù)，并重點對法向重建和三維掃描片的配準和融合等問題提出了新的解決方法。 采集到的三維散亂點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，我們在第二章中，提出了一種魯棒的三維散亂點云法向一致化重建算法。算法先通過有效的層次聚類浮游點去除方法改善初始點云數(shù)據(jù)。在統(tǒng)計分析的理論基礎(chǔ)上，我們充分考慮點云易于構(gòu)造層次結(jié)構(gòu)的內(nèi)在優(yōu)勢，提出了一個基于層次聚類的法向一致化重建算法，它達到了抑制噪聲和

3、加速計算的目的。進而算法給出一個法向重建效果評估準則，以自適應(yīng)地優(yōu)化算法參數(shù)[0]。實驗結(jié)果表明，本文算法重建法向的結(jié)果準確，算法效率高。 在第三章中，我們提出了一個三維點云數(shù)據(jù)片間基于緊支撐RBF的配準和融合算法。我們首先為三維掃描片建立初始對應(yīng)關(guān)系；然后通過在點集上附著“彈簧”網(wǎng)結(jié)構(gòu)并使用基于物理的方法來進一步優(yōu)化該對應(yīng)關(guān)系。最后，我們提出基于緊支撐RBF變換函數(shù)的柔性配準和融合新算法，并利用層次結(jié)構(gòu)來進行加速變換函數(shù)的求取