隨著三維空間信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展,全球激光雷達市場日益龐大,這對點云自動配準提出了更大的挑戰(zhàn)與要求。國內(nèi)外學者目前對于點云配準的方法和改進都開展了富有成效的研究工作,但在點云配準的效率和精度兼顧方面還有著不足;并且在點云配準精度與效率評價中,評價方法多為作者自定,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)的評價體系。因此,本文對傳統(tǒng)的迭代最近點算法（Iterative Closest Points,ICP）點云配準算法進行改進,提出一種Gauss-Newton改進非線性最小二乘法求解點云變換矩陣的算法,并集成正態(tài)分布變換配準算法（Normal Distribution Transform,NDT）實現(xiàn)精細配準;構(gòu)建一種系統(tǒng)、直觀的點云配準精度、效率評價體系;最后采用室內(nèi)、室外點云場景對各種點云配準算法進行對比試驗分析。本文主要研究工作和成果如下:（1）對傳統(tǒng)ICP點云配準算法進行改進。在配準開始之前,采用K-D樹數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)來對前后兩幅點云對應(yīng)點進行快速查找,減少了檢索對應(yīng)點所耗費時間;在ICP算法中求解迭代目標函數(shù)中,采用Gauss-Newton非線性最小二乘法進行目標函數(shù)... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學位級別】：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 點云配準的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 點云配準評價方法的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目標與研究內(nèi)容
    1.4 論文章節(jié)安排
第2章 改進ICP并集成NDT的點云配準算法
    2.1 ICP和NDT點云配準算法概述
        2.1.1 迭代最近點配準算法
        2.1.2 三維正態(tài)分布變換算法
    2.2 NDT與改進ICP集成的點云配準方法
        2.2.1 點云配準流程
        2.2.2 PCA算法的點云預(yù)匹配
        2.2.3 NDT粗配準參數(shù)選擇
        2.2.4 基于Gauss-Newton的非線性ICP配準模型
    2.3 本章小結(jié)
第3章 點云配準結(jié)果評價方法
    3.1 配準影響因素分析
        3.1.1 點云數(shù)量
        3.1.2 點云噪聲
        3.1.3 重疊范圍
        3.1.4 配準角度
    3.2 基于誤差橢球的精度評價方法
        3.2.1 誤差橢球的構(gòu)建原理
        3.2.2 對應(yīng)點的選取
    3.3 點云配準效率評價體系
    3.4 本章小結(jié)
第4章 試驗與結(jié)果分析
    4.1 數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理
        4.1.1 點云數(shù)據(jù)獲取
        4.1.2 點云去噪
        4.1.3 點云精簡
    4.2 實驗場景與配準方案
    4.3 點云配準精度分析
        4.3.1 配準誤差與誤差分布
        4.3.2 重疊范圍的影響
        4.3.3 空間位置的影響
    4.4 點云配準效率分析
        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
    5.3 不足與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果



本文編號：2937524