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《點云粗配準(zhǔn)技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、點云粗配準(zhǔn)技術(shù)研究ResearchontheTechniquesofCoarseRegistrationofPointClouds學(xué)科專業(yè)：計算機技術(shù)工程研究生：王海榮指導(dǎo)教師：孫濟(jì)洲教授企業(yè)導(dǎo)師：張宏濤高級工程師天津大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院二零一七年十二月萬方數(shù)據(jù)2萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)摘要隨著三維掃描技術(shù)的日趨成熟，激光掃描儀、結(jié)構(gòu)光掃描儀等設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用，極大方便了3D建模、文物數(shù)字化等工作。雖然利用3D掃描儀對物體幾何信息的獲取過程非常方便、簡單、高效，但在獲取的過程中，受限于掃描儀的掃描范圍、物體的體積大小、物體的幾何結(jié)構(gòu)等因素，通常情況下一次掃描并不能掃描到物體完整的
2、幾何信息，需要進(jìn)行多次掃描，然后將多次掃描的數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，從而得到物體完整的幾何結(jié)構(gòu)。點云配準(zhǔn)相關(guān)的方法有很多，4PCS算法是點云粗配準(zhǔn)領(lǐng)域最優(yōu)的方法之一。在4PCS方法的基礎(chǔ)上，本文提出了一個新的方法來解決配準(zhǔn)問題。首先，我們提出了一種新的選擇4點基的方法。給定源點云和目標(biāo)點云，通過對其進(jìn)行邊界提取來輔助基的選取，提高了選取的準(zhǔn)確性和有效性，降低了基的空間從而改善了搜索效率。在獲取基的集合以后，我們通過使用特征的限制，去除無效的基，從而減少了算法的驗證時間，提高了效率。我們在相關(guān)數(shù)據(jù)集上進(jìn)行了實驗，表明我們的方法比4PCS方法更加高效。另外，本文還提出了一種基于RANSAC
3、方法的改進(jìn)配準(zhǔn)方案。該方法通過去除錯誤匹配的點對來提高配準(zhǔn)的精確度。該方法首先使用特征匹配的方法來求得對應(yīng)特征點集合。本文對比了各種關(guān)鍵點提取方法的特征和優(yōu)劣，通過選取合適的關(guān)鍵點提取算法對源點云和目標(biāo)點云進(jìn)行關(guān)鍵點提取，在關(guān)鍵點的集合上使用特征匹配的方法來獲取對應(yīng)點集合。原始的對應(yīng)點集合可能包含很多匹配錯誤的點對，結(jié)合了結(jié)構(gòu)一致性和特征一致性的方法來去除錯誤點對，使用正確的點對進(jìn)配準(zhǔn)，提高了配準(zhǔn)的精度。關(guān)鍵詞：點云配準(zhǔn)，4PCS算法，RANSAC框架，特征提取I萬方數(shù)據(jù)II萬方數(shù)據(jù)ABSTRACTWiththematurityofthree-dimensionalscann
4、ingtechnology,andlarge-scaleapplicationoflaserscanners,structuredlightscannersandotherrelatedequipment,the3Dmodeling,culturalrelicsandotherworkhasbeengreatlyfacilitated.Itisveryconvenient,simpleandefficienttousethe3Dscannertoobtainthegeometricinformationoftheobject.However,itislimitedbythes
5、canningrangeofthescanner,thesizeoftheobject,thegeometryoftheobjectandsoon.Wecannotgetcompleteinformationthroughonlyonescan.Toobtainthecompletegeometricinformationoftheobject,wemustscanseveraltimes,andthenregisterdifferentviewsofthedata.Therearemanyalgorithmsfordataregistration.The4PCSalgori
6、thmisoneofthebestalgorithmsinthefieldofcoarsecloudregistration.Thispaperpresentsanewalgorithmtosolvetheregistrationproblem.First,weproposeanewwaytochoosea4-pointbasis.Theboundaryselectionisusedtoassisttheselectionofthebase,whichimprovestheaccuracyandvalidityoftheselection,reducesthesearchsp
7、aceofthebaseandimprovesthesearchefficiency.Afterthecollectionofthebases,weremovetheinvalidbasesbyusingthelimitationsofthefeatures,therebyreducingthevalidationtimeofthealgorithmandimprovingtheefficiency.Weexperimentedwiththerelevantdatasets,andexperiments
