隨著三維空間信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展,全球激光雷達(dá)市場日益龐大,這對點(diǎn)云自動(dòng)配準(zhǔn)提出了更大的挑戰(zhàn)與要求。國內(nèi)外學(xué)者目前對于點(diǎn)云配準(zhǔn)的方法和改進(jìn)都開展了富有成效的研究工作,但在點(diǎn)云配準(zhǔn)的效率和精度兼顧方面還有著不足;并且在點(diǎn)云配準(zhǔn)精度與效率評價(jià)中,評價(jià)方法多為作者自定,尚缺少一種誤差分布更加形象化、直觀化的表現(xiàn)方式以及系統(tǒng)的評價(jià)體系。因此,本文對傳統(tǒng)的迭代最近點(diǎn)算法（Iterative Closest Points,ICP）點(diǎn)云配準(zhǔn)算法進(jìn)行改進(jìn),提出一種Gauss-Newton改進(jìn)非線性最小二乘法求解點(diǎn)云變換矩陣的算法,并集成正態(tài)分布變換配準(zhǔn)算法（Normal Distribution Transform,NDT）實(shí)現(xiàn)精細(xì)配準(zhǔn);構(gòu)建一種系統(tǒng)、直觀的點(diǎn)云配準(zhǔn)精度、效率評價(jià)體系;最后采用室內(nèi)、室外點(diǎn)云場景對各種點(diǎn)云配準(zhǔn)算法進(jìn)行對比試驗(yàn)分析。本文主要研究工作和成果如下:（1）對傳統(tǒng)ICP點(diǎn)云配準(zhǔn)算法進(jìn)行改進(jìn)。在配準(zhǔn)開始之前,采用K-D樹數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)來對前后兩幅點(diǎn)云對應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行快速查找,減少了檢索對應(yīng)點(diǎn)所耗費(fèi)時(shí)間;在ICP算法中求解迭代目標(biāo)函數(shù)中,采用Gauss-Newton非線性最小二乘法進(jìn)行目標(biāo)函數(shù)... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 點(diǎn)云配準(zhǔn)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 點(diǎn)云配準(zhǔn)評價(jià)方法的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目標(biāo)與研究內(nèi)容
    1.4 論文章節(jié)安排
第2章 改進(jìn)ICP并集成NDT的點(diǎn)云配準(zhǔn)算法
    2.1 ICP和NDT點(diǎn)云配準(zhǔn)算法概述
        2.1.1 迭代最近點(diǎn)配準(zhǔn)算法
        2.1.2 三維正態(tài)分布變換算法
    2.2 NDT與改進(jìn)ICP集成的點(diǎn)云配準(zhǔn)方法
        2.2.1 點(diǎn)云配準(zhǔn)流程
        2.2.2 PCA算法的點(diǎn)云預(yù)匹配
        2.2.3 NDT粗配準(zhǔn)參數(shù)選擇
        2.2.4 基于Gauss-Newton的非線性ICP配準(zhǔn)模型
    2.3 本章小結(jié)
第3章 點(diǎn)云配準(zhǔn)結(jié)果評價(jià)方法
    3.1 配準(zhǔn)影響因素分析
        3.1.1 點(diǎn)云數(shù)量
        3.1.2 點(diǎn)云噪聲
        3.1.3 重疊范圍
        3.1.4 配準(zhǔn)角度
    3.2 基于誤差橢球的精度評價(jià)方法
        3.2.1 誤差橢球的構(gòu)建原理
        3.2.2 對應(yīng)點(diǎn)的選取
    3.3 點(diǎn)云配準(zhǔn)效率評價(jià)體系
    3.4 本章小結(jié)
第4章 試驗(yàn)與結(jié)果分析
    4.1 數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理
        4.1.1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取
        4.1.2 點(diǎn)云去噪
        4.1.3 點(diǎn)云精簡
    4.2 實(shí)驗(yàn)場景與配準(zhǔn)方案
    4.3 點(diǎn)云配準(zhǔn)精度分析
        4.3.1 配準(zhǔn)誤差與誤差分布
        4.3.2 重疊范圍的影響
        4.3.3 空間位置的影響
    4.4 點(diǎn)云配準(zhǔn)效率分析
        4.4.1 收斂速度
        4.4.2 迭代效率
        4.4.3 迭代速度
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 論文工作總結(jié)
    5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 不足與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果



本文編號：2937524