基于結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的三維點云配準研究

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1、學(xué)校代碼：１０００４密級：公開又４乂攀ＢＥＩＪＩＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ碩士學(xué)位論文基于結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的三維點云配準研究作者姓名張哲學(xué)科專業(yè)計算機科學(xué)與技術(shù)指導(dǎo)教師許宏麗教授培養(yǎng)院系計算機與信息技術(shù)學(xué)院ｆ二零一八年四月碩士學(xué)位論文基于結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的三維點云配準研究Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎｏｆ３ＤｏｉｎｔｃｌｏｕｄｓｂａｓｅｄｏｎＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｐ作者：張哲導(dǎo)師：許宏麗北京交通大學(xué)２０１８年４月學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書

2、本學(xué)位論文作者完全了解北京交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)北京交通大學(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，提供閱覽服務(wù)，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。學(xué)?？梢詾榇嬖陴^際合作關(guān)系的兄弟高校用戶提供文獻傳遞服務(wù)和交換服務(wù)。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）導(dǎo)師簽名：學(xué)位論文作者簽名：ｍ？曰期年３月曰簽字曰期？Ｍ年芩月方曰簽字豸Ｖ：學(xué)校代碼：００４１０密級公開北京交通大學(xué)碩

3、士學(xué)位論文基于結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的三維點云配準研究Ｒｅｉｓｔｒａｔｉｏｎｏｆ３ＤＰｏｉｎｔＣｌｏｕｄｓＢａｓｅｄｏｎＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｇ？１５１２０４７０作者姓名．張哲學(xué)號：：導(dǎo)師姓名許宏麗職稱：教授學(xué)位類別：工學(xué)學(xué)位級別：碩士學(xué)科專業(yè)：計算機科學(xué)與技術(shù)研究方向：計算機視覺北京交通大學(xué)２０１８年４月ｉ致謝，至今仍記得剛上研，兩年多的研宄生求學(xué)生活即將結(jié)束歲月如梭，轉(zhuǎn)眼間、自己的擔心，感覺不知道如何下手同學(xué)宄生確定研究課題時。但是在各位老師一一

4、的關(guān)心和幫助下，我慢慢走近課題研宄內(nèi)容，我才能步，是在他們的鼓勵下步完成研宄生畢業(yè)設(shè)計。值此畢業(yè)論文完成之際，我謹向所有關(guān)心、愛護、幫助我的人們表示最誠摯的感謝與最美好的祝愿。本論文是在導(dǎo)師許宏麗教授的悉心指導(dǎo)下完成的。兩年多的時間里，嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，工作作，許宏麗老師淵博的專業(yè)知識精益求精的風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。許老師不僅授我以文，，，而且教我做人雖歷時三載卻賦予我終生受益無窮之道。本一論文從論文的選題、修改直至定稿，傾注了老師大量的時間和精力，每步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)

5、下完成的。至此論文完成之際，我向我的導(dǎo)師許宏麗教授表示深切的謝意與祝福。在本文研究過程中，，我還要感謝實驗室的同學(xué)包括侯琳琳、劉靜靜、白宏運、高佳月等，他們在研宄過程中對我的幫助和支持非常多。另外也感謝我摯愛的爸爸媽媽，他們的理解和支持是我學(xué)習(xí)上最大的動力。正是他們的支持，才使我能夠在學(xué)校專心完成學(xué)業(yè)。本文在國家自然科學(xué)基金Ｎｏ．６１４７２０２９６１４７３０３１、科技部國家重點研發(fā)計劃（，）（Ｎｏ．２０１６ＹＦＢ１２００１００）、北京市自然科學(xué)基金Ｎｏ．４１５２０４２和中央高?；究蒲袠I(yè)（）務(wù)費專項資金＠〇

6、．２０１６見２００５２０１６圯＾１０１９，２０１６陽１＾０１６的資助下完成。，）Ｖ北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要隨著三維點云處理技術(shù)的快速發(fā)展，三維點云處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各項研究領(lǐng)域中。在實際工程中由于檢測物體易受物體遮擋、環(huán)境、表面布局和獲取方式等因素的影響，需要多次從不同角度獲取點云。因此，要將不同視角的點云完一一成配準，個整體形成，選取種好的配準方法尤為重要。本文綜合考慮點云配準流程中每個步驟對配準結(jié)果精度和效率的影響，從不同角度出發(fā)，保證配準精度，提高配準效率。本文主要工作如下：１本文

7、對點云特征描述子做了研究，。針對點云數(shù)據(jù)量大，特征描述能力弱（）特征計算效率低的問題，本文提出了基于法向量分布的特征描述子和基于統(tǒng)計特征直方圖的特征描述子。其中，基于法向量分布的特征描述子計算效率快，能快速提取點云中的特征點；基于統(tǒng)計特征直方圖的特征描述子綜合考慮點云法向量分布統(tǒng)計特征、深度統(tǒng)計特征和密度統(tǒng)計特征，能夠全面描述點云的結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)特性，，。實驗表明使用基于法向量分布的特征描述子提取出的特征點具有較高的魯棒性；使用基于統(tǒng)計特征直方圖的特征描述子，能夠準確描述探尋點所在區(qū)域內(nèi)點的結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)關(guān)系。２本文對

8、基于特征描述子的配準算法做了研究，提出了基于統(tǒng)計特征直方圖（）的點云初始配準算法和基于ＩＣＰ的精確配準的兩步配準算法，。在初始配準中針對初始點云數(shù)據(jù)過大問題，提出了可變邊長的體素網(wǎng)格算