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《激光三維掃描點云數(shù)據(jù)的配準研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、激光三維掃描點云數(shù)據(jù)的的的配準的配準研究StudyofRegistrationforLaser3DPointCloudData(國家自然科學(xué)基金資助項目:61027012,61177002)學(xué)科專業(yè)：光學(xué)工程研究生：彭博指導(dǎo)教師：葛寶臻教授天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一一年十二月獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作
2、了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日中文摘要激光三維掃描技術(shù)作為一種快速、高效的三維數(shù)字化手段，在諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如工程設(shè)計，文物保護，虛擬現(xiàn)實，數(shù)字娛樂等。隨著應(yīng)用的深入，對
3、三維數(shù)據(jù)的獲取和處理效率都提出了更高的要求。對數(shù)據(jù)的處理理論及方法成為目前學(xué)術(shù)界研究的熱點，開發(fā)出高效的三維數(shù)據(jù)處理及分析算法成為研究的主要目標。圍繞這一目標，本文開展了如下工作：1．在分析國內(nèi)外激光三維掃描技術(shù)研究進展的基礎(chǔ)上，對實驗室已有的激光三維人體掃描儀進行了改進。升級了原有的圖像采集系統(tǒng)，利用軟件外觸發(fā)的方式實現(xiàn)了圖像采集系統(tǒng)內(nèi)部各攝像機的精確同步采集，并改善了運動控制系統(tǒng)和圖像采集系統(tǒng)之間的通信方式，提高了激光三維人體掃描儀的分辨率和穩(wěn)定性。2．針對三維點云數(shù)據(jù)的配準問題，提出了一種基于曲率圖的新配準算法。該算法在點云數(shù)據(jù)中引入特征描述算子曲率圖的概念
4、。首先利用曲率圖對源點集進行特征分析，并從中提取到一系列的特征保持點。然后利用曲率圖的比對計算，在目標點集中找到潛在的對應(yīng)點，并利用點云內(nèi)部距離的空間變換不變性，通過改進的貪婪算法實現(xiàn)了對應(yīng)點的精確匹配。最后通過對應(yīng)點對求取源點集和目標點集間的坐標變換關(guān)系，實現(xiàn)了兩點云數(shù)據(jù)的粗略配準，在此基礎(chǔ)上，采用改進的迭代最近點算法實現(xiàn)了源點集和目標點集之間的精確配準。3.基于上述配準理論，利用VC++編程實現(xiàn)了激光三維掃描點云數(shù)據(jù)的配準軟件模塊，能將不同視圖下、具有重疊部分的兩三維點云數(shù)據(jù)（源點集與目標點集）精確配準在一起。通過對實測點云數(shù)據(jù)的精確配準證實了該配準算法的有效
5、性。關(guān)鍵詞：：：激光三維掃描同步圖像采集特征描述算子點云配準ABSTRACTLaser3Dscanningtechnology,asarapidandefficient3Ddigitalmethod,hasbeenwidelyusedinmanyareas,suchasengineeringdesign,protectionofculturalrelics,virtualreality,digitalentertainmentandsoon.Alongwiththein-depthapplication,theefficientalgrorithmsfor3Dda
6、taacquisitionandprocessarerequired.Thedataprocessingtheoryandmethodshavebecomethehotspotofacademicresearch.Developmentofefficient3Ddataprocessingandanalysisalgorithmsbecomethemainresearchobjective.Centeringontheobjective,thispapercarrysoutthefollowingwork:1．Basedontheanalysisofdomesti
7、candforeignresearchprogressoflaser3Dscanningtechnology,theLaser3Dbodyscannerofourlabisimproved.Theoriginalimageacquisitionsystemisupgraded.ThesynchronousimageacquisitionofeightCCDcamerasisachievedusingsoftwaretriggertechnology.Thecommunicationofthemotioncontrolsystemandimageacquisitio
8、nsyst
