物體的三維表面重建是一個(gè)重要的研究方向,前景開(kāi)闊。因?yàn)楣獾闹本�傳播等因素的影響。需要從不同角度獲取物體表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù),用以構(gòu)建完整的物體表面的三維模型。所以,三維配準(zhǔn)是三維重建過(guò)程中的重要一步,它與三維重建的精度有密切關(guān)系。至今,在配準(zhǔn)中應(yīng)用的最廣泛的算法為迭代最近點(diǎn)算法（ICP）,該算法取得最優(yōu)解的方式是通過(guò)迭代完成的。本文主要解決實(shí)際實(shí)驗(yàn)中存在的兩個(gè)問(wèn)題,問(wèn)題一是針對(duì)具體實(shí)驗(yàn)環(huán)境中大量存在的帶有大尺度延伸和噪聲點(diǎn)存在時(shí)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)問(wèn)題,提出新的迭代最近點(diǎn)算法,在數(shù)據(jù)點(diǎn)各向同性延伸的情況下,通過(guò)在創(chuàng)建的最小化誤差函數(shù)上增加加權(quán)函數(shù)的方法,構(gòu)成迭代重新加權(quán)最小二乘法。在計(jì)算方面,加權(quán)函數(shù)相當(dāng)于對(duì)點(diǎn)對(duì)進(jìn)行加權(quán),但是權(quán)重是通過(guò)M-估計(jì)準(zhǔn)則獲取的。并將其與其他的改進(jìn)算法進(jìn)行對(duì)比,得出在一般情況下,本文的改進(jìn)算法精度更高的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。問(wèn)題二是針對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)量較大的情況,該算法的改進(jìn)點(diǎn)是從提升算法的效率著手的,將KD樹(shù)和外推法結(jié)合ICP算法來(lái)實(shí)現(xiàn)加速配準(zhǔn)。此算法在點(diǎn)云數(shù)據(jù)量越大的情況下,優(yōu)勢(shì)越明顯,采用ICP算法的運(yùn)行時(shí)間是本文改進(jìn)算法運(yùn)行時(shí)間的26倍,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該算法可以提升速度,增... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：57 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

三維特征識(shí)別的研究路線

第 2 章 三維數(shù)據(jù)配準(zhǔn)原理些年來(lái)，數(shù)據(jù)匹配過(guò)程可以看做兩個(gè)點(diǎn)集在位置和強(qiáng)度空間層面上的配準(zhǔn)，更是在計(jì)算機(jī)視覺(jué)中的廣泛應(yīng)用前景中日益顯現(xiàn)。數(shù)據(jù)集不僅可以是圖像，其他測(cè)量數(shù)據(jù)，因此還可以擴(kuò)展到機(jī)械加工領(lǐng)域，所以有重要的研究意義。數(shù)據(jù)配準(zhǔn)理論基礎(chǔ)1 變換矩陣換矩陣可以拆分成旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量?jī)蓚�(gè)部分，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的笛卡爾三維三個(gè)基礎(chǔ)的旋轉(zhuǎn)矩陣被定義。所有的旋轉(zhuǎn)矩陣均正交且行列式等于 1。從兩個(gè)的靶點(diǎn)云和目標(biāo)點(diǎn)云之間是由變換矩陣 H 來(lái)確定的。如圖 2-1[48]：

取算法來(lái)處理初始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，優(yōu)化初始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，精確配準(zhǔn)用到符合要求。 Spin Image 的初始配準(zhǔn)算法 Spin Image 的初始配準(zhǔn)算法age[50,51]是 Johnson 研究的關(guān)于特征描述子的圖像，在三維場(chǎng)景中多應(yīng)用。該算法統(tǒng)計(jì)的是在特征點(diǎn)局部圓柱坐標(biāo)系下的鄰域點(diǎn) 2D 。如圖 3-1 所示，圓柱坐標(biāo)系由特征點(diǎn) p 的法向量以及切平面構(gòu)成域點(diǎn) q 在圓柱坐標(biāo)系下的坐標(biāo)分布形成一個(gè) 2D 的 points 分布圖，Image。離散的過(guò)程會(huì)通過(guò)雙線性插值的方式平滑每個(gè)點(diǎn)。模型上如圖 3-1[52]所示：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于偏最小二乘的SIFT誤匹配校正方法[J]. 延偉東,田錚,溫金環(huán),潘璐璐.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2012(05)
[2]掃描點(diǎn)云的一種自動(dòng)配準(zhǔn)方法[J]. 薛耀紅,梁學(xué)章,馬婷,梁英,車翔玖.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2011(02)
[3]基于標(biāo)志點(diǎn)的多視三維數(shù)據(jù)自動(dòng)拼接方法[J]. 梁云波,鄧文怡,婁小平,呂乃光.  北京信息科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(01)
[4]借助標(biāo)志點(diǎn)的深度數(shù)據(jù)全局匹配方法[J]. 劉曉利,彭翔,殷永凱,李阿蒙,趙曉波.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2009(04)
[5]一種基于匹配強(qiáng)度的特征點(diǎn)匹配消除歧義算法[J]. 李志,王琰,楊大為.  沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(05)
[6]ICP算法在點(diǎn)云配準(zhǔn)中的應(yīng)用[J]. 戴靜蘭,陳志楊,葉修梓.  中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2007(03)
[7]基于標(biāo)記點(diǎn)的多幀透視圖像三維重建算法[J]. 張維中,張麗艷,張輝,周玲,王小平.  中國(guó)機(jī)械工程. 2006(16)
[8]散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)算法[J]. 朱延娟,周來(lái)水,張麗艷.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2006(04)
[9]測(cè)量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的多視拼合技術(shù)研究[J]. 吳敏,周來(lái)水,王占東,安魯陵.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(05)

博士論文
[1]三維點(diǎn)云配準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 熊風(fēng)光.中北大學(xué) 2018
[2]點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)及曲面細(xì)分技術(shù)研究[D]. 薛耀紅.吉林大學(xué) 2010

碩士論文
[1]激光三維掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)研究[D]. 彭博.天津大學(xué) 2011
[2]三維重建過(guò)程中的點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)算法的研究[D]. 袁亮.西安電子科技大學(xué) 2010
[3]三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接與精簡(jiǎn)技術(shù)的研究[D]. 徐尚.中國(guó)海洋大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3465340