kinect點(diǎn)云場(chǎng)景拼接算法研究

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1、分類號(hào)Ｇ４０－０５７密級(jí)公開學(xué)號(hào)１３２４７２圓１邏祖ｍ！畫Ｍ通■■碩±學(xué)位論文（學(xué)術(shù)型）Ｋｉｎｅｃｔ點(diǎn)云場(chǎng)景拼接算法研究題目＾陳月英指導(dǎo)教師何聚厚副教授—級(jí)學(xué)科名稱教育學(xué)教育技術(shù)學(xué)二級(jí)學(xué)科名稱提二〇一六年五月交日期學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行研巧工作所取得的研巧成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含其他個(gè)人或集體已激表臟寫過的研巧成果，也不包含本人或他人己申請(qǐng)

2、學(xué)位或其他用途使用過的成果？對(duì)本文的研巧做出重要肅躍的個(gè)人和集體，均曰在文中作了明確說明并表示謝意。本學(xué)位論文若有不實(shí)或者侵犯他人權(quán)利的一，本人愿患承擔(dān)巧相關(guān)的法齡任？、作＃３￡名：幹曰撕年怎月日作、學(xué)位論文知識(shí)產(chǎn)權(quán)及使用授權(quán)聲明書本人在導(dǎo)師巧導(dǎo)下所完成的學(xué)位論文及相關(guān)成果，知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬陜西師范大學(xué)？本人完全了解陜西師范大學(xué)有關(guān)保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，允許本論文彼査巧巧借亂學(xué)巧裔反保留學(xué)位論文并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的紙質(zhì)版和電子巧，有權(quán)將本論文的全部或部分內(nèi)容編

3、入有關(guān)巧游庫進(jìn)行檢索，可Ｗ采用任何復(fù)制手段保存和匯編本論文？本人保證畢業(yè)巧校后，發(fā)就論文或使用本論文成果時(shí)署名單位仍為陜西師范大學(xué)。髓論文解密后適用本聲明？作者簽名＊日期：年＾月ｚ／曰訴句葦—摘要隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其中虛擬場(chǎng)景的建模是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中需要解決的關(guān)鍵問題?；诶睿澹悖粼O(shè)備的ＫｉｎｅｃｔＦｕｓｉｏｎ算法可Ｗ通過對(duì)真實(shí)場(chǎng)景的掃描實(shí)現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景在計(jì)算機(jī)中的Ｈ維重建，重建過程中最核也的是Ｈ維點(diǎn)云的配準(zhǔn)技術(shù)。一般情況下Ｈ

4、維點(diǎn)云配準(zhǔn)由兩個(gè)步驟組成，即點(diǎn)云的初始配準(zhǔn)和點(diǎn)云的精確一Ａｉｅｒ等種初始配準(zhǔn)算法－ｔｓ配準(zhǔn)。Ｄｉｏｒｇ人提出了，四點(diǎn)快速魯棒匹配算法（４ｐｏｉｎｃｏｎｇｒｕｅｎｔｓｅｔｓｆｏｒｒｏｂｕｓｔａｉｒｗｉｓｅｓｕｒｆａｃｅｒｅｉｓｔｒａｔｉｏｎａｌｏｒｉｔｈｍ４ＰＣＳ，這種算法無ｐｇｇ，）需初始迭代，對(duì)含噪音的點(diǎn)云數(shù)據(jù)有很好的配準(zhǔn)效果，但是在實(shí)際應(yīng)用中，由于該算法的時(shí)間復(fù)雜度達(dá)到了二次，配準(zhǔn)規(guī)模稍大的點(diǎn)云數(shù)據(jù)消耗時(shí)間較長。精確＊ｉｔｅｒａｔｉｖｅｃｌｏｓｅｓｔｏｉｎｔａｌｏｒ

5、ｉｔｈｍＩＣＩ配準(zhǔn)算法中使用最廣泛的是迭代最近點(diǎn)算法（ｐ，），ｇ該算法首先尋找兩片點(diǎn)云中相互對(duì)應(yīng)的距離最近的點(diǎn)對(duì)，然后對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行多、次迭代來完成點(diǎn)云數(shù)據(jù)的最終配準(zhǔn)。送種算法目標(biāo)函數(shù)簡單收斂速度快，但是。該算法的配準(zhǔn)是針對(duì)曲面提出的，所Ｗ在云中含有平面時(shí)魯棒性較差本文的主要工作如下：針對(duì)４ＰＣＳ算法配準(zhǔn)速度慢時(shí)間復(fù)雜度高的問風(fēng)本文提出了一（１）個(gè)改進(jìn)方案一一。對(duì)４ＰＣＳ算法中提取距離定的點(diǎn)對(duì)這時(shí)間復(fù)雜度達(dá)到二次的過程進(jìn)行改進(jìn)：，使其時(shí)間復(fù)雜度降低，配準(zhǔn)速度提髙。改進(jìn)方案如下對(duì)點(diǎn)云

6、遞歸地進(jìn)行柵一格化并Ｗ點(diǎn)云中的每個(gè)點(diǎn)為球必Ｗ給定距離為半徑構(gòu)建球體，判斷網(wǎng)格在定的閩值范圍內(nèi)是否和球體的表面相交，若相交則記錄下這個(gè)網(wǎng)格和其經(jīng)過遞歸劃分的孩子網(wǎng)格，并對(duì)孩子網(wǎng)格再次進(jìn)行遞歸劃分，直到網(wǎng)格的大小和給定的閩值相等，然后對(duì)網(wǎng)格中的點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證成功的點(diǎn)和球也即構(gòu)成了點(diǎn)化這種方法一過程的時(shí)間復(fù)雜度降低了點(diǎn)對(duì)提取這，提髙了初始配準(zhǔn)的速度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，改進(jìn)后的４ＰＣＳ算法雖然在配準(zhǔn)精度上較原始４ＰＣＳ算法有較小范圍的誤差，但是配準(zhǔn)速度卻大大提離了，本文算法有效。２針對(duì)一ＩＣ

7、Ｐ算法對(duì)平面魯棒性較差易造成配準(zhǔn)失敗迭問題，同樣也提出了（）一個(gè)改進(jìn)方案。方案如下；在使用ＩＣＰ算法之前，首先對(duì)點(diǎn)云模型進(jìn)行預(yù)處理，在預(yù)處理步驟中提取出點(diǎn)云中的平面模型并將其去除，得到不含平面的點(diǎn)云，然后再使用ＩＣＰ算法對(duì)不含平面的點(diǎn)云進(jìn)行精確配準(zhǔn)，Ｗ提髙點(diǎn)云的配準(zhǔn)精度。經(jīng)ＩＩＣＰＩＣＰ實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，改進(jìn)后的算法在點(diǎn)云數(shù)據(jù)存在平面時(shí)的配準(zhǔn)精度比原始算法更為精確。關(guān)鍵詞：點(diǎn)云配準(zhǔn)，迭代最近點(diǎn)，仿射不變量，四點(diǎn)魯棒快速配準(zhǔn)算法ＩＩＡｂｓｔｒａｃｔＶｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｉｃ

8、ｈｎｏｌｏＶＲｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｅｄｕｃａｔｉｏｎｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅｔｅｇｙ（）ｖｉｒｔｕａｌｓｃｅｎｅｍｏｄｅｌｉｎｇｉｓａｋｅｙｒｏｂｌｅｍ化ｂｅｓｏｌｖｅｄｉｎｖｉｒｔｕａｌＫａｌｉｔ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｙＫｉｎｅｃｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｔｈｅＫｉｎｅｃｔＦｕｓｉｏｎａｌｏｒｉｔｈｍ